沟槽型超级结的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种沟槽型超级结的制造方法，包括步骤：提供表面形成有第一导电类型的第一外延层的晶圆；采用光刻工艺定义出沟槽的形成区域；进行刻蚀形成所述沟槽；在沟槽内形成第二外延层；在沟槽中填充第三外延层且不将沟槽完全填充；形成第四介质层将沟槽完全填充；第二外延层的掺杂浓度大于第一外延层的掺杂浓度使超级结单元的第一导电类型掺杂总量由第二外延层决定；超级结单元的第二导电类型掺杂总量由第三外延层决定；利用外延生长工艺使超级结单元的PN掺杂匹配实现面内全自对准。本发明专利技术能提高超级结单元的PN掺杂匹配的面内均匀性，能提高超级结器件的反向击穿电压的面内均匀性，还能减少超级结的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
沟槽型超级结的制造方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种沟槽型超级结的制造方法。
技术介绍
超级结为由形成于半导体衬底中的交替排列的P型薄层和N型薄层组成，利用P型薄层即P型柱(P-Pillar)和N型薄层即N型柱(N-Pillar)完成匹配形成的耗尽层来支持反向耐压，具有超级结的产品是一种利用PN电荷平衡的体内降低表面电场(Resurf)技术来提升器件反向击穿BV的同时又保持较小的导通电阻的器件结构如MOSFET结构。PN间隔的Pillar结构是超级结的最大特点。目前制作PN间即P型薄层和N型薄层间的柱(pillar)如P-Pillar结构主要有两种方法，第一种是通过多次外延以及离子注入的方法获得，第二种是通过深沟槽(trench)刻蚀以及外延填充(ERIFilling)的方式来制作。第二种方法中需要先在半导体衬底如硅衬底表面的N型掺杂外延层上刻蚀一定深度和宽度的沟槽，然后利用外延填充的方式在刻出的沟槽上填充P型掺杂的硅外延。如图1是，现有沟槽型超级结的示意图；在半导体衬底晶圆101的表面上形成有N型外延层102；通过光刻刻蚀工艺在N型外延层102中形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟槽型超级结的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供一半导体衬底晶圆，在所述半导体衬底晶圆表面形成有具有第一导电类型的第一外延层；步骤二、采用光刻工艺定义出沟槽的形成区域并将所述沟槽的形成区域打开；所述沟槽的宽度扩展到能够在所述沟槽内形成后续的第二外延层、第三外延层和第四介质层；步骤三、对打开后的所述沟槽形成区域的所述第一外延层进行刻蚀形成所述沟槽；步骤四、采用外延生长工艺在所述沟槽的侧面和底部表面形成第二外延层，所述第二外延层为第一导电类型掺杂且不将所述沟槽完全填充；步骤五、采用外延生长工艺在形成有所述第二外延层的所述沟槽中填充第三外延层，所述第三外延层为第二导电类型掺杂且不将...

【技术特征摘要】
1.一种沟槽型超级结的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供一半导体衬底晶圆，在所述半导体衬底晶圆表面形成有具有第一导电类型的第一外延层；步骤二、采用光刻工艺定义出沟槽的形成区域并将所述沟槽的形成区域打开；所述沟槽的宽度扩展到能够在所述沟槽内形成后续的第二外延层、第三外延层和第四介质层；步骤三、对打开后的所述沟槽形成区域的所述第一外延层进行刻蚀形成所述沟槽；步骤四、采用外延生长工艺在所述沟槽的侧面和底部表面形成第二外延层，所述第二外延层为第一导电类型掺杂且不将所述沟槽完全填充；步骤五、采用外延生长工艺在形成有所述第二外延层的所述沟槽中填充第三外延层，所述第三外延层为第二导电类型掺杂且不将所述沟槽完全填充并在所述沟槽中间形成缝隙；步骤六、形成所述第四介质层将所述沟槽的缝隙完全填充；超级结单元由一个所述沟槽内填充的所述第二外延层、所述第三外延层和所述第四介质层以及一个所述沟槽间的间隔区域的所述第一外延层组成；所述第二外延层的掺杂浓度大于所述第一外延层的掺杂浓度，且所述第二外延层和所述第一外延层的掺杂浓度的差使得所述超级结单元的第一导电类型掺杂总量由所述第二外延层决定；所述第三外延层不将所述沟槽完全填充的设置使得各区域的所述沟槽的所述第三外延层的厚度一致并使所述超级结单元的第二导电类型掺杂总量由所述第三外延层决定；各所述超级结单元通过所述第二外延层的第一导电类型掺杂和所述第三外延层的第二导电类型掺杂实现PN掺杂匹配，利用步骤四的外延生长工艺和步骤五的外延生长工艺在所述半导体衬底晶圆的面内具有均匀性的特点全自对准实现面内各位置的所述超级结单元同时达到PN掺杂匹配。2.如权利要求1所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底晶圆为硅衬底晶圆，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31