【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体结构及其制备方法,特别是涉及一种超结结构及其制备方法。
技术介绍
超结(Super-Junction)晶体管以为独特的N/P交互结构,使得在同样的击穿电压下只需要更薄的外延层(EPI),以及更高的EPI掺杂,从而大大降低了减小了器件的比导通电阻(Rsp),以及提高品质因数(figure of merit—FOM)值。如图1所示,现有技术中,通常使用多次外延+注入+退火的方式形成超结结构(Super-Junction)。但是此方法造成局部P型柱102的浓度过高,所以会造成器件提前击穿。同时因为需要退火造成了有效的N型柱101的浓度和面积都降低,很难进一步减小Rsp。如图2~图6所示,为了进一步提高超结结构(Super-junction)的性能,现有的改进工艺是通过一次性刻蚀深槽(如图2~图3所示),并填充P型外延来形成沟槽型的Super-Junction的结构(Trench-SJ)(如图4~图5所示),最后制作超结结构的正面器件结构(如图6所示)。这样不再需要进行额外的退火,从而可以实现更低的Rsp。但是此方法需要刻蚀很深的沟槽(trench),并需要保持沟槽(trench)宽度基本一致。之后需要填充P型外延以形成P柱,并且不能形成过多缺陷,而这些都对制造工艺提出了很高的要求,一般很难实现。特别是需要进一步同时缩小元胞尺寸来到达更小的比导通电阻(Rsp),一般制造工艺只能望而却步。基于以上所述,提供一种能够同时缩小元胞尺寸且能获得更小的比导通电阻的超结结构及其制备方法实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的 ...
【技术保护点】
一种超结结构的制备方法,其特征在于,包括步骤:步骤1),提供第一导电类型衬底,于所述第一导电类型衬底表面形成初始外延层;步骤2)采用离子注入工艺于所述初始外延层中注入第一导电类型注入层,于所述初始外延层表面形成带注入窗口的阻挡层,基于注入窗口采用离子注入工艺于所述初始外延层中形成间隔的第二导电类型注入区;步骤3),去除所述阻挡层,于所述第一导电类型外延层表面形成第一外延层;步骤4),采用离子注入工艺于所述第一外延层中注入第一导电类型注入层,于所述第一外延层表面形成带注入窗口的阻挡层,基于注入窗口采用离子注入工艺于所述第一外延层中形成间隔的第二导电类型注入区;步骤5),重复进行步骤3)~步骤4),形成多个具有第一导电类型注入层及第二导电类型注入区的外延层叠层结构;步骤6),进行热扩散处理,使第一导电类型注入层扩散贯通,并使垂直方向对准的各第二导电类型注入区扩散连接贯通形成第二导电类型柱,各第二导电类型柱之间间隔出第一导电类型柱,形成超结结构。
【技术特征摘要】
1.一种超结结构的制备方法,其特征在于,包括步骤:步骤1),提供第一导电类型衬底,于所述第一导电类型衬底表面形成初始外延层;步骤2)采用离子注入工艺于所述初始外延层中注入第一导电类型注入层,于所述初始外延层表面形成带注入窗口的阻挡层,基于注入窗口采用离子注入工艺于所述初始外延层中形成间隔的第二导电类型注入区;步骤3),去除所述阻挡层,于所述第一导电类型外延层表面形成第一外延层;步骤4),采用离子注入工艺于所述第一外延层中注入第一导电类型注入层,于所述第一外延层表面形成带注入窗口的阻挡层,基于注入窗口采用离子注入工艺于所述第一外延层中形成间隔的第二导电类型注入区;步骤5),重复进行步骤3)~步骤4),形成多个具有第一导电类型注入层及第二导电类型注入区的外延层叠层结构;步骤6),进行热扩散处理,使第一导电类型注入层扩散贯通,并使垂直方向对准的各第二导电类型注入区扩散连接贯通形成第二导电类型柱,各第二导电类型柱之间间隔出第一导电类型柱,形成超结结构。2.根据权利要求1所述的超结结构的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述初始外延层采用多次外延及多次离子注入的方法制备。3.根据权利要求1所述的超结结构的制备方法,其特征在于:所述初始外延层的电阻率为不小于1Ohm-cm,或者所述初始外延层的电阻率为不小于50Ohm-cm。4.根据权利要求1所述的超结结构的制备方法,其特征在于:步骤2)中,采用离子注入工艺于所述第二外延层中注入第一导电类型注入层的注入能量为不小于50kev。5.根据权利要求1所述的超结结构的制备方法,其特征在于:步骤2)中,采用离子注入工艺于所述初始外延层中形成间隔的第二导电类型注入区的注入能量为不小于80Kev,使得所述第二导电类型注入区的中心分布位置在第一导电类型注入层中心分布以下。6.根据权利要求1所述的超结结构的制备方法,其特征在于:步骤2)中,先形成所述第一导电类型注入层,然后形成所述第二导电类型注入区;或者先形成所述第二导电类型注入区,然后形成所述第一导电类型注入层。7.根据权利要求1所述的超结结...
【专利技术属性】
技术研发人员:马荣耀,
申请(专利权)人:中航重庆微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:重庆;50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。