超结的制作方法技术

一种超结的制作方法，包括：提供一轻掺杂衬底，采用嬗变掺杂工艺形成P型重掺杂区或N型重掺杂区，退火处理；或提供第一类型重掺杂衬底，采用嬗变掺杂工艺形成第二类型重掺杂区，退火处理。本申请所提供的超结的制作方法简化了制作流程，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，包括：提供一轻掺杂衬底，采用嬗变掺杂工艺形成P型重掺杂区或N型重掺杂区，退火处理；或提供第一类型重掺杂衬底，采用嬗变掺杂工艺形成第二类型重掺杂区，退火处理。本申请所提供的简化了制作流程，降低了生产成本。【专利说明】
本专利技术涉及半导体制造
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
随着超结理论的提出，采用超结的半导体器件的耐压水平也相应的提高了。其中，所述超结理论的精髓在于电荷平衡原理，或者说电荷互补原理。是将传统的低掺杂耐压结构用交替排列的pn结构代替(如图1所示)。传统的超结制造工艺为离子注入或刻槽填充。其中离子注入工艺主要包括了高能离子注入和多次外延多次注入两种方案；刻槽填充工艺主要包括了深反应离子刻蚀和多次外延多次刻槽再填充两种方案。以上制作超结的方法非常复杂，所以超结制造成本较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种，以简化超结的制作工艺，降低制作成本。该，包括:提供一轻掺杂衬底；以具有P型重掺杂区图形的第一掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区；以具有N型重掺杂区图形的第二掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成N型重掺杂区；退火处理。优选的，所述轻掺杂衬底的制作材料为硅、或碳化硅、或砷化镓、或锑化铟。所述采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区的过程，包括:提供光子源，形成高能光子束；利用所述高能光子束对所述轻掺杂衬底进行粒子辐照，引发核反应，在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区。所述光子源为电子线性加速器光子源，所述高能光子束的能量为17.5Me疒22.5MeV，所述第一掩膜版的制作材料为高能光子吸收剂。所述采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成N型重掺杂区的过程，包括:提供中子源，形成中子束；利用所述中子束对所述轻掺杂衬底进行粒子辐照，引发核反应，在所述轻掺杂衬底内形成N型重掺杂区。所述中子源为放射性同位素中子源、或加速器中子源、或反应堆中子源，所述第二掩膜版的制作材料为中子吸收剂。一种，包括:提供第一类型重掺杂衬底；以具有第二类型重掺杂区图形的第三掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区，所述第二类型重掺杂区之外的区域为第一类型重掺杂区；退火处理。优选的，所述第一类型重掺杂衬底为P型重掺杂，所述第二类型重掺杂区为N型重掺杂。所述第一类型重掺杂衬底的制作材料为硅、或碳化硅、或砷化镓、或锑化铟。所述采用嬗变掺杂工艺在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区的过程，包括:提供中子源，形成中子束；利用所述中子束对所述第一类型重掺杂衬底进行粒子辐照，引发核反应，在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区。优选的，所述第一类型重掺杂衬底为N型重掺杂，所述第二类型重掺杂区为P型重掺杂。所述第一类型重掺杂衬底的制作材料为硅、或碳化硅、或金刚石、或锗、或砷化镓、或锑化铟。所述采用嬗变掺杂工艺在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区的过程，包括:提供光子源，形成高能光子束；利用所述高能光子束对所述第一类型重掺杂衬底进行粒子辐照，引发核反应，在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区。优选的，所述第一类型重掺杂衬底的制作材料为锗。所述采用嬗变掺杂工艺在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区的过程，包括:提供中子源，形成中子束；利用所述中子束对所述第一类型重掺杂衬底进行粒子辐照，引发核反应，在所述第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂区。一种超结，所述超结为采用上述任意一项所述方法制作的超结。一种超结半导体器件，所述超结半导体器件中的超结上述超结。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:本专利技术实施例所提供的技术方案，采用嬗变掺杂工艺在一轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区和N型重掺杂区，或者，采用嬗变掺杂工艺在第一类型重掺杂衬底内形成第二类型重掺杂衬底。由于嬗变掺杂工艺是通过核反应在衬底内形成的掺杂区，即只需要通过粒子辐照和退火便可得到超结。而现有技术中是通过多次外延、多次注入或多次外延、多次刻槽形成的。所以，与现有技术相比，本申请所提供的简化了制作流程，降低了生产成本。【专利附图】【附图说明】图1为现有的超结示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种超结的制作流程图；图3和图4为本专利技术另一实施例提供的一种超结惨杂流程不意图；图5为本专利技术又一实施例提供的另一种超结制作流程图；图6为本专利技术又一实施例提供的又一种超结掺杂流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。实施例一:本实施例公开了一种，如图2所示，包括:步骤SI 1、提供一轻掺杂衬底，所述轻掺杂衬底为N型轻掺杂或P型轻掺杂或接近于本征半导体的轻掺杂衬底，其制作材料为可用于半导体器件制作的硅、或碳化硅、或砷化镓、或锑化铟等材料。步骤S12、以具有P型重掺杂区图形的第一掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区。步骤S13、以具有N型重掺杂区图形的第二掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成N型重掺杂区。 其中，所述P型重掺杂区与N型重掺杂区交替排列在所述轻掺杂衬底内，且所述P型重掺杂区与N型重掺杂区的正面与所述轻掺杂衬底的正面齐平，所述P型重掺杂区与N型重掺杂区的背面与所述轻掺杂衬底的背面齐平。步骤S14、退火处理，恢复所述轻掺杂衬底的电学性能，其中，所述退火处理的退火温度为800°C~900°C。由于嬗变掺杂工艺是通过核反应在衬底内形成的掺杂区，即只需要通过粒子辐照和退火便可得到超结。而现有技术中是通过多次外延、多次注入或多次外延、多次刻槽形成的。所以，与现有技术相比，本申请所提供的简化了制作流程，降低了生产成本。此外，嬗变掺杂工艺所用的粒子束具有很强的穿透能力，因此可以应用于较厚的衬底，故本实施例所提供的方法形成的超结适用于所有耐压水平的半导体器件。而且粒子在轻掺杂衬底中的路径几乎是直线，因此在轻掺杂衬底内几乎形成了一致的掺杂分布，掺杂的区域分明，浓度可以精确控制。需要说明的是，本实施例中，步骤S12和步骤S13的顺序是可以互换的。实施例二 :本实施例公开了另一种，包括:步骤S21、提供一轻掺杂衬底，所述轻掺杂衬底为N型轻掺杂或P型轻掺杂或接近于本征半导体的轻掺杂衬底，其制作材料为可用于半导体器件制作的硅、或碳化硅、或砷化镓、或锑化铟等材料。步骤S22、在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区，包括:步骤S221、提供光子源，形成高能光子束。由于高能光子束可以由来自电子线性加速器的韧致辐射所产生，所以，本实施例所述光子源优选为电子线性加速器光子源。产生的高能光子束的能量为17.5MeV^22.5MeV。为了能实现局部的掺杂，所述光子源产生的光子束中的光子运动方向需要相互平行，即类似平行光的光子束(至少也是有一定的平行度要求)。步骤S222、利用所述高能光子束对所述轻掺杂衬底进行粒子辐照，引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超结的制作方法，其特征在于，包括：提供一轻掺杂衬底；以具有P型重掺杂区图形的第一掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成P型重掺杂区；以具有N型重掺杂区图形的第二掩膜版为掩膜，采用嬗变掺杂工艺在所述轻掺杂衬底内形成N型重掺杂区；退火处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳军，张文亮，田晓丽，胡爱斌，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，江苏中科君芯科技有限公司，江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：北京;11