超级结器件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超级结器件的制造方法，包括如下步骤：步骤一、提供一N型半导体外延层并形成多个周期排列的超级结沟槽；步骤二、对超级结沟槽进行填充形成P型柱，填充采用多次多晶硅淀积、淀积后刻蚀去除侧面多晶硅以及多次注入实现，且从下到上注入剂量逐步减少；步骤三、进行热推进使P型柱的P型杂质进行扩散从而在P型柱体内实现均匀的浓度梯度分布并使P型柱和N型柱在各纵向位置处的掺杂量匹配。本发明专利技术形成的P型柱的体内浓度梯度分布能抵消刻蚀工艺限制形成的倒梯形超级结沟槽对P型柱和N型柱之间的电荷匹配不利影响，能提高P型柱和N型柱之间的电荷匹配度，从而提高器件的击穿电压。

Method for manufacturing super junction device

The invention discloses a method for manufacturing super junction device, comprising the following steps: first, to provide a N type semiconductor epitaxial layer and the formation of super junction groove multiple periodic arrangement; step two, the super junction trench is filled to form a P type column filled with multiple polysilicon deposition, post deposition etching removes side polysilicon and repeated implantation, and from bottom to top the dose gradually reduced; step three, the thermal propulsion P type impurity P column for diffusion and in vivo P column concentration gradient distribution and the P column and N column in the longitudinal doping position matching. The present invention is formed in vivo concentration gradient P column distribution obtrapezoid super junction trench etching process, the formation of offset limit adverse effects on the charge between P type and N type column column, can improve the charge between P type and N type column column matching, so as to improve the breakdown voltage of the device.

【技术实现步骤摘要】
超级结器件的制造方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种超级结器件的制造方法。
技术介绍
功率器件耐压的原理是将器件的漂移区(driftregion)低掺杂，使器件在高电压时能产生大面积的耗尽区来达到耐压的效果。因为垂直型器件具备较厚的漂移区，因此在高压应用中，垂直型器件是较佳的选择。超级结(SuperJunction)器件同时结合了VDMOS在开关时低损耗以及IGBT在导通状态低损耗的优点，以优异的性能得到了广泛应用。超级结器件中的超级结是由交替排列的P型柱和N型柱组成，通常采用在N型外延层如N型硅外延层中形成超级结沟槽，之后在超级结沟槽中填充P型外延层如P型硅外延层实现。如图1所示，是超级结器件的理想结构示意图；在N型半导体衬底101的表面形成有N型外延层102，在N型外延层102中形成有超级结沟槽，在超级结沟槽中填充有P型外延层103a，现有结构中，P型外延层103a为采用外延工艺形成的单晶结构；由填充于超级结沟槽中的P型外延层103a组成P型柱103a，图1中仅显示了一个P型柱103a，实际上，一个超级结结构会包括多个间隔排列的P型柱103a，由P型柱1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供一N型半导体外延层，采用光刻定义并进行刻蚀在所述N型半导体外延层中形成多个周期排列的超级结沟槽；由刻蚀工艺的限制，所述超级结沟槽的侧面偏离于理想的垂直结构而具有小于90度的倾角并使所述超级结沟槽的沿宽度方向上的截面结构呈上宽下窄的倒梯形；步骤二、对所述超级结沟槽进行填充形成P型柱，填充采用淀积多层非掺杂多晶硅实现；各层所述非掺杂多晶硅形成于所述超级结沟槽的底部表面上、侧面上以及延伸到所述超级结沟槽外的表面上，每一层所述非掺杂多晶硅淀积完成之后采用各向同性刻蚀工艺去除所述超级结沟槽侧面上以及所述超级结沟槽外的表面上的所述非掺杂多晶硅...

【技术特征摘要】
1.一种超级结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供一N型半导体外延层，采用光刻定义并进行刻蚀在所述N型半导体外延层中形成多个周期排列的超级结沟槽；由刻蚀工艺的限制，所述超级结沟槽的侧面偏离于理想的垂直结构而具有小于90度的倾角并使所述超级结沟槽的沿宽度方向上的截面结构呈上宽下窄的倒梯形；步骤二、对所述超级结沟槽进行填充形成P型柱，填充采用淀积多层非掺杂多晶硅实现；各层所述非掺杂多晶硅形成于所述超级结沟槽的底部表面上、侧面上以及延伸到所述超级结沟槽外的表面上，每一层所述非掺杂多晶硅淀积完成之后采用各向同性刻蚀工艺去除所述超级结沟槽侧面上以及所述超级结沟槽外的表面上的所述非掺杂多晶硅，仅保留所述超级结沟槽底部表面上的所述非掺杂多晶硅；之后对保留所述超级结沟槽底部表面上的所述非掺杂多晶硅进行P型离子注入使对应的所述非掺杂多晶硅转换为P型掺杂多晶硅，且由下往上各层所述P型掺杂多晶硅对应的P型离子注入剂量逐步减少，由各层所述P型掺杂多晶硅组成所述P型柱；由各所述P型柱之间的所述N型半导体外延层组成N型柱，所述P型柱和所述N型柱交替排列组成超级结结构；步骤三、进行热推进使各层所述P型掺杂多晶硅的P型杂质进行扩散，利用多晶硅具有良好的杂质扩散性使热推进后所述P型柱体内实现均匀的浓度梯度分布且浓度梯度分布为自下而上逐步降低，以此弥补倒梯形的所述P型柱的宽度自下而上逐步增加对所述P型柱的各位置的掺杂量的影响，使所述P型柱和所述N型柱在各纵向位置处的掺杂量匹配。2.如权利要求1所述的超级结器件的制造方法，其特征在于：所述N型半导体外延层形成于N型半导体衬底表面。3.如权利要求2所述的超级结器件的制造方法，其特征在于：所述N型半导体衬底为N型硅衬底，所述N型半导体外延层为N型硅外延层。4.如权利要求1所述的超级结器件的制造方法，其特征在于：各层所述P型掺杂多晶硅对应的P型离子注入的工艺参数为：注入杂质为硼，注入能量为50kev～500kev，注入剂量为1e1...

【专利技术属性】
技术研发人员：段文婷，
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