超级结器件的制造方法技术

本本发明专利技术公开了一种超级结器件的制造方法，原胞区和终端区的结构同时形成且包括步骤：提供表面形成有第一外延层的半导体衬底。光刻同时定义出原胞区和终端区的沟槽的形成区域并进行第一次刻蚀形成沟槽；设置终端区的第二沟槽的宽度和间隔，使后续氧化工艺将第二沟槽的间隔区域全部氧化以及将第二沟槽完全填充。进行沟槽扩大工艺，包括分步骤：形成牺牲氧化层；终端区中牺牲氧化层将第二沟槽的间隔区域全部氧化和将第二沟槽完全填充；去除原胞区中的牺牲氧化层，实现对原胞区的第一沟槽的扩大。在各第一沟槽中填充第二外延层并形成超级结。本发明专利技术能提高器件的击穿电压以及击穿电压的面内均匀性以及提升生产良率，能减少终端区占用面积。

Manufacturing Method of Super Junction Devices

The invention discloses a manufacturing method of super junction device, in which the structure of the cell area and the terminal area are formed simultaneously and comprises the steps of providing a semiconductor substrate with a first epitaxial layer formed on the surface. At the same time, lithography defines the groove forming area of the cell zone and the terminal zone, and etches the groove for the first time. Set the width and spacing of the second groove in the terminal zone, so that the second groove can be completely oxidized and filled by the subsequent oxidation process. The groove enlargement process includes step by step: forming sacrificial oxide layer; sacrificial oxide layer in the terminal area oxidizes the spacer area of the second groove completely and fills the second groove completely; removing sacrificial oxide layer in the original cell area to realize the enlargement of the first groove in the original cell area. The second epitaxial layer is filled in each first groove and superjunction is formed. The invention can improve the in-plane uniformity of the breakdown voltage and the breakdown voltage of the device, improve the productivity, and reduce the occupied area of the terminal area.

【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工艺方法，特别是涉及一种超级结器件的制造方法。
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中形成沟槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级结器件的制造方法，其特征在于：超级结器件包括原胞区和终端区，原胞区和终端区的结构同时形成且包括如下步骤：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、采用光刻工艺定义同时定义出所述原胞区的第一沟槽的形成区域和所述终端区的第二沟槽的形成区域；对所述第一外延层进行第一次刻蚀从而在所述第一外延层中形成多个所述第一沟槽和多个所述第二沟槽；在所述终端区中，设置所述第二沟槽的宽度和所述第二沟槽之间的间隔，使所述终端区在后续的沟槽扩大工艺中的牺牲氧化层形成之后所述牺牲氧化层将所述第二沟槽的间隔区域全部氧化以及将所述第二沟槽完全填充；步骤三、进行沟槽扩大...

【技术特征摘要】
1.一种超级结器件的制造方法，其特征在于：超级结器件包括原胞区和终端区，原胞区和终端区的结构同时形成且包括如下步骤：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、采用光刻工艺定义同时定义出所述原胞区的第一沟槽的形成区域和所述终端区的第二沟槽的形成区域；对所述第一外延层进行第一次刻蚀从而在所述第一外延层中形成多个所述第一沟槽和多个所述第二沟槽；在所述终端区中，设置所述第二沟槽的宽度和所述第二沟槽之间的间隔，使所述终端区在后续的沟槽扩大工艺中的牺牲氧化层形成之后所述牺牲氧化层将所述第二沟槽的间隔区域全部氧化以及将所述第二沟槽完全填充；步骤三、进行沟槽扩大工艺，所述沟槽扩大工艺包括分步骤：步骤31、采用氧化工艺在所述第一沟槽和所述第二沟槽中同时形成牺牲氧化层；在所述终端区中，所述牺牲氧化层将所述第二沟槽的间隔区域全部氧化以及将所述第二沟槽完全填充；在所述原胞区中，所述牺牲氧化层将所述第一沟槽之间的间隔区域部分氧化实现对所述第一沟槽的扩大；步骤32、去除所述原胞区中的所述牺牲氧化层，实现对所述第一沟槽的扩大；步骤四、采用外延工艺在各所述第一沟槽中填充第二导电类型的第二外延层，由各所述第二外延层和位于所述地第一沟槽之间的所述第一外延层交替排列组成原胞区中的超级结；所述终端区的结构直接由步骤31中形成的所述牺牲氧化层组成。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：步骤二中，所述光刻工艺定义的所述第一沟槽的宽度为第一宽度，所述第一沟槽之间的间距为第二宽度，通过缩小所述第一宽度来改善所述第一次刻蚀形成的所述第一沟槽的结构参数；步骤三中，扩大后的所述第一沟槽具有第三宽度，扩大后的所述第一沟槽之间的间距具有第四宽度，所述第三宽度大于所述第一宽度，所述第三宽度和所述第四宽度的和等于所述第一宽度和所述第二宽度的和，所述扩大工艺在保证步骤二中改善的所述第一沟槽的结构参数不变条件下扩大所述第一沟槽的宽度，通过扩大所述第一沟槽的宽度来提高后续外延填充的便利性。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，步骤二中通过缩小所述第一宽度来改善所述第一次刻蚀形成的所述第一沟槽的结构参数包括：所述第一沟槽的侧面倾角大小，所述第一沟槽的宽度的面内差异的绝对值，所述第一沟槽的侧面倾角的面内差异的绝对值；所述第一宽度越小，所述第一沟槽的侧面倾角越接近90度，所述第一沟槽的宽度的面内差异的绝对值越小，所述第一沟槽的侧面倾角的面内差异的绝对值越小。4.如权利要求3所述的超级结器件的制造...

【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