超级结制作方法及超级结技术

本发明专利技术提供一种超级结制作方法及超级结，该方法包括：提供一半导体衬底，半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层，在第一外延层上形成具有刻蚀窗口的掩膜层，通过掩膜层在第一外延层内形成垂直的浅沟槽，然后利用浅沟槽的自对准，在浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，然后去除掩膜层，进行热推进，将第二导电类型掺杂进行扩散，在浅沟槽与半导体衬底之间形成第二导电类型掺杂区，第二导电类型掺杂区与浅沟槽垂直对准，然后在前沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层，形成超级结。通过本发明专利技术提供的方法，能够降低工艺成本，减弱工艺难度，提高器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
超级结制作方法及超级结
本专利技术涉及半导体器件制作
，具体地，涉及一种超级结制作方法和一种超级结。
技术介绍
超级结是一种被广泛应用在半导体器件上的结构。超级结结构由漂移区中交替排列的P型和N型掺杂立柱组成。在超级结基础上制作的超级结MOSFET可以在维持很高的断开状态击穿电压的同时，获得很低的导通电阻。在MOSFET的断开状态时，在相对很低的电压下，立柱就完全耗尽，从而能够维持很高的击穿电压。对于超级结MOSFET来说，导通电阻的增加与击穿电压BV成正比，比传统的半导体结构增加地更加缓慢。因此，对于特定的导通电阻，超级结器件比传统的MOSFET具有更高的击穿电压。现有技术中，超级结的制备工艺主要分成两大类，一是多层外延的工艺，另外一种是深沟槽和外延填充的工艺。多层外延的工艺需要进行6-7次外延的成长和光刻，成本较高。深沟槽和外延填充技术成本较低但是需要进行约50um的深沟槽刻蚀，对工艺要求很高，可靠性差。
技术实现思路
针对现有技术中超级结制作工艺要求很高，可靠性差，成本较高的技术问题，本专利技术提供了一种超级结制作方法和一种超级结，采用该超级结制作方法能够降低工艺成本，减弱工艺难度，并且提高器件的可靠性。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种超级结制作方法，包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层；在所述第一外延层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有刻蚀窗口，所述刻蚀窗口定义出浅沟槽的形状和位置；通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，在所述第一外延层内形成垂直的浅沟槽；利用所述浅沟槽的自对准，在所述浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，所述第二导电类型与所述第一导电类型不同；去除所述掩膜层；进行热推进，将所述第二导电类型掺杂进行扩散以形成第二导电类型掺杂区，所述第二导电类型掺杂区位于所述浅沟槽底部与所述半导体衬底表面之间，且所述第二导电类型掺杂区与所述浅沟槽垂直对准；在所述浅沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层以形成所述超级结，所述第二外延层与所述第二导电类型掺杂区形成的区域与所述第一外延层交错排列。进一步地，所述第一外延层的厚度介于10um至100um。进一步地，所述第一外延层、所述第二导电类型掺杂区以及所述第二外延层的厚度比为2:1:1。进一步地，所述通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，包括：通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行等离子干法刻蚀。进一步地，所述离子注入的次数为四次，每次离子注入的能量依次为4Mkev、3Mkev、1.5Mkev、500Kev。进一步地，所述热推进的温度介于1000℃至1100℃，热推进的时间介于30min至60min。进一步地，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；或者所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。本专利技术第二方面提供一种超级结，所述超级结包括：半导体衬底、第二导电类型掺杂区和第二外延层，所述半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层，所述第二导电类型掺杂区和所述第二外延层为第二导电类型掺杂，所述第二导电类型掺杂区位于所述第二外延层和所述半导体衬底之间，且所述第二导电类型掺杂区和所述第二外延层垂直对准，所述第二导电类型掺杂区和所述第二外延层形成的区域与所述第一外延层交错排列。进一步地，所述第一外延层的厚度介于10um至100um。进一步地，所述第一外延层、所述第二导电类型掺杂区以及所述第二外延层的厚度比为2:1:1。通过本专利技术提供的技术方案，本专利技术至少具有如下技术效果：本专利技术的超级结制作方法，在具有第一导电类型掺杂的第一外延层上形成具有刻蚀窗口的掩膜层，通过掩膜层在第一外延层内形成垂直的浅沟槽，然后利用浅沟槽的自对准，在浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，然后去除掩膜层，进行热推进，将第二导电类型掺杂进行扩散，在浅沟槽与半导体衬底之间形成第二导电类型掺杂区，第二导电类型掺杂区与浅沟槽垂直对准，然后在前沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层，形成超级结，该超级结第二外延层与第二导电类型掺杂区所形成的区域与第一外延层交错排列。刻蚀浅沟槽的深度较浅，工艺要求低，而且制作超级结过程中只需要进行一次外延成长，实现了降低工艺成本，减弱工艺难度，提高器件的可靠性的技术效果。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例提供的超级结制作方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法制备的半导体衬底的剖视图；图3为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法形成的掩膜层的剖视图；图4为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法形成的浅沟槽的剖视图；图5为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法进行第二导电类型的离子注入的剖视图；图6为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法形成的第二导电类型掺杂区的剖视图；图7为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法形成的第二外延层的剖视图；图8为根据本专利技术实施例提供的超级结制作方法形成的超级结的剖视图。附图标记说明100半导体衬底200第一外延层300掩膜层400第二导电类型掺杂区500第二外延层210浅沟槽具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。请参考图1，本专利技术实施例提供一种超级结制作方法，该方法包括以下步骤：S101：提供一半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层；S102：在所述第一外延层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有刻蚀窗口，所述刻蚀窗口定义出浅沟槽的形状和位置；S103：通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，在所述第一外延层200内形成垂直的浅沟槽；S104：利用所述浅沟槽的自对准，在所述浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，所述第二导电类型与所述第一导电类型不同；S105：去除所述掩膜层；S106：进行热推进，将所述第二导电类型掺杂进行扩散以形成第二导电类型掺杂区，所述第二导电类型掺杂区位于所述沟槽底部与所述半导体衬底100表面之间，且所述第二导电类型掺杂区与所述浅沟槽垂直对准；S106：在所述浅沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层以形成所述超级结，所述第二外延层与所述第二导电类型掺杂区形成的区域与所述第一外延层交错排列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级结制作方法，其特征在于，所述超级结制作方法包括：/n提供一半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层；/n在所述第一外延层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有刻蚀窗口，所述刻蚀窗口定义出浅沟槽的形状和位置；/n通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，在所述第一外延层内形成垂直的浅沟槽；/n利用所述浅沟槽的自对准，在所述浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，所述第二导电类型与所述第一导电类型不同；/n去除所述掩膜层；/n进行热推进，将所述第二导电类型掺杂进行扩散以形成第二导电类型掺杂区，所述第二导电类型掺杂区位于所述浅沟槽底部与所述半导体衬底表面之间，且所述第二导电类型掺杂区与所述浅沟槽垂直对准；/n在所述浅沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层以形成所述超级结，所述第二外延层与所述第二导电类型掺杂区形成的区域与所述第一外延层交错排列。/n

【技术特征摘要】
1.一种超级结制作方法，其特征在于，所述超级结制作方法包括：
提供一半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有第一导电类型掺杂的第一外延层；
在所述第一外延层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有刻蚀窗口，所述刻蚀窗口定义出浅沟槽的形状和位置；
通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，在所述第一外延层内形成垂直的浅沟槽；
利用所述浅沟槽的自对准，在所述浅沟槽底部的第一外延层进行多次第二导电类型的离子注入，所述第二导电类型与所述第一导电类型不同；
去除所述掩膜层；
进行热推进，将所述第二导电类型掺杂进行扩散以形成第二导电类型掺杂区，所述第二导电类型掺杂区位于所述浅沟槽底部与所述半导体衬底表面之间，且所述第二导电类型掺杂区与所述浅沟槽垂直对准；
在所述浅沟槽内填充具有第二导电类型掺杂的第二外延层以形成所述超级结，所述第二外延层与所述第二导电类型掺杂区形成的区域与所述第一外延层交错排列。


2.根据权利要求1所述的超级结制作方法，其特征在于，所述第一外延层的厚度介于10um至100um。


3.根据权利要求1所述的超级结制作方法，其特征在于，所述第一外延层、所述第二导电类型掺杂区以及所述第二外延层的厚度比为2:1:1。


4.根据权利要求1所述的超级结制作方法，其特征在于，所述通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层进行刻蚀，包括：
通过所述刻蚀窗口对所述第一外延层...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾冬梅，黄继颇，杨维，
申请(专利权)人：安徽赛腾微电子有限公司，上海赛鹰微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34