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：步骤一、在第一导电类型外延层表面形成由第一氧化层、第二氮化层和第三氧化层叠加而成的硬质掩模层；步骤二、形成多个沟槽，包括分步骤：步骤21、将沟槽形成区域打开；步骤22、对硬质掩模层进行刻蚀并形成硬质掩模层的第一开口；步骤23、对第一导电类型外延层进行刻蚀形成沟槽；步骤三、对第二氮化层进行横向回刻使第二氮化层的开口扩大为第三开口；步骤四、去除第三氧化层；步骤五、形成牺牲氧化层并去除，沟槽顶部的第二开口会扩大到和第三开口的宽度趋于相等；步骤六、进行外延生长形成第二导电类型外延层并组成超级结。本发明专利技术能消除在沟槽中填充的外延层的位错缺陷和空洞缺陷。

Manufacturing Method of Groove Super Junction

The invention discloses a manufacturing method of trench superjunction, which includes steps: first, forming a hard mask layer superimposed by the first oxide layer, the second nitride layer and the third oxide layer on the surface of the first conductive epitaxial layer; second, forming a plurality of trenches, including steps: step 21, opening the trench forming area; step 22, etching the hard mask layer. The first opening of the hard mask layer is formed; step 23, etching the first conductive epitaxy layer to form a groove; step 3, transversely etching the second nitriding layer to expand the opening of the second nitriding layer to the third opening; step 4, removing the third oxide layer; step 5, forming and removing the sacrificial oxide layer, the second opening at the top of the groove will expand to the third opening. The width tends to be equal. Step 6. Epitaxy growth is carried out to form a second conductive type epitaxy layer and form a superjunction. The invention can eliminate the dislocation defect and void defect of the epitaxial layer filled in the groove.

【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，现有超级结的制造方法中包括沟槽型超级结的制造方法，这种方法是通过沟槽工艺制作超级结器件，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(EPIFilling)的方式在刻出的沟槽上填充P型掺杂的硅外延，并且要求填充区域具有完好的晶体结构，以便后续流程制作高性能的器件。这种工艺的最大难点在于在沟槽中填充硅外延。在超级结器件中，五代结构将超级结的沟槽的原胞尺寸(pitch)设计为P型柱的宽度和N型柱的宽度的比值＝1:1.5，其中P型柱通常采用沟槽填充P型外延层的方法得到，小尺寸的器件对于降低RDSON参数有很大的帮助，可有效提高器件的性能，但在器件制作工艺过程中增加了很大的难度，特别是关键工艺即深沟槽外延填充。现有方法中，超级结的沟槽通常采用由第一氧化层、第二氮化层和第三氧化层叠加而成的硬质掩模层定义，在沟槽刻蚀完成之后，会去除第三氧化层，之后对沟槽的内侧表面形成牺本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，在所述半导体衬底表面形成有第一导电类型外延层，在所述第一导电类型外延层表面形成硬质掩模层，所述硬质掩模层由依次形成于所述第一导电类型外延层表面的第一氧化层、第二氮化层和第三氧化层叠加而成；步骤二、采用光刻刻蚀工艺在所述第一导电类型外延层中形成多个沟槽，包括如下分步骤：步骤21、在所述硬质掩模层表面涂布光刻胶，进行光刻工艺将所述沟槽形成区域打开；步骤22、以所述光刻胶为掩模对所述硬质掩模层进行刻蚀，该刻蚀工艺将所述沟槽形成区域的所述硬质掩模层去除并形成第一开口，所述沟槽外的所述硬质掩模层保留；步骤23、去除所述光...

【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，在所述半导体衬底表面形成有第一导电类型外延层，在所述第一导电类型外延层表面形成硬质掩模层，所述硬质掩模层由依次形成于所述第一导电类型外延层表面的第一氧化层、第二氮化层和第三氧化层叠加而成；步骤二、采用光刻刻蚀工艺在所述第一导电类型外延层中形成多个沟槽，包括如下分步骤：步骤21、在所述硬质掩模层表面涂布光刻胶，进行光刻工艺将所述沟槽形成区域打开；步骤22、以所述光刻胶为掩模对所述硬质掩模层进行刻蚀，该刻蚀工艺将所述沟槽形成区域的所述硬质掩模层去除并形成第一开口，所述沟槽外的所述硬质掩模层保留；步骤23、去除所述光刻胶，以所述硬质掩模层为掩模对所述第一导电类型外延层进行刻蚀形成所述沟槽，所述沟槽的顶部具有第二开口，所述第二开口和所述第一开口的宽度相同；步骤三、从所述第一开口的两个侧面对所述第二氮化层进行横向回刻，回刻后的所述第二氮化层形成扩大后的第三开口，所述第三开口的宽度大于所述第一开口的宽度；步骤四、去除所述第三氧化层，在去除所述第三氧化层的过程中所述第一氧化层也会被横向刻蚀，横向刻蚀后的所述第一氧化层形成扩大后的第四开口，所述第四开口的宽度大于所述第三开口的宽度；步骤五、形成牺牲氧化层并去除，所述牺牲氧化层由对所述沟槽表面的所述第一导电类型外延层进行氧化形成，去除所述牺牲氧化层之后所述沟槽顶部的第二开口会扩大，步骤三中所述第三开口相对于所述第一开口的扩大值用于抵消所述第二开口的扩大值，使所述第三开口和扩大后的所述第二开口的宽度趋于相等；步骤六、进行外延生长形成第二导电类型外延层，所述第二导电类型外延层将所述沟槽完全填充，利用所述第三开口和扩大后的所述第二开口的宽度趋于相等的结构提高外延生长的质量；由填充所述沟槽中的所述第二导电类型外延层和所述沟槽之间的所述第一导电类型外延层交替排列组成超级结。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：所述半导体衬底为硅衬底，所述第一导电类型外延层为第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍洲，
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