[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010270100.8
• 申請(qǐng)日: 2010-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102386212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉繼全
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/36;H01L21/20
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

1.一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，包括：多個(gè)相同柱狀的第一外延層，該第一外延層以預(yù)定間距分布在硅襯底的表面上；多個(gè)第二外延層，每個(gè)第二外延層形成于位于兩個(gè)相臨的所述第一外延層之間的溝槽中；其特征在于：還包括多個(gè)第三外延層，分別形成于所述第二外延層上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一外延層具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，第二外延層具有第二導(dǎo)電類(lèi)型；第三外延層為本征外延層，或具有和第二外延層一樣的導(dǎo)電類(lèi)型，但其載流子濃度小于或等于第二外延層載流子濃度的10％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述溝槽的底部寬度d1和頂部寬度d2，與第三外延層的頂部寬度t之間滿足如下關(guān)系式：t≤d2-d1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一外延層的寬度自上而下逐漸變大，所述第二外延層和第三外延層的總寬度自上而下逐漸變小。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：在水平方向上所述第二外延層內(nèi)部的載流子濃度可以是均勻的，也可以是變化的，即從溝槽側(cè)壁到溝槽內(nèi)部，第二外延層內(nèi)部的載流子濃度可以是均勻的，也可以是變化的；從溝槽側(cè)壁到溝槽內(nèi)部，第二外延層內(nèi)部的載流子濃度可以是逐漸變大，也可以呈階梯狀變大，還可以是逐漸變小，或者是呈階梯狀變小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一外延層的平均寬度L1、第二外延層和第三外延層的平均寬度L2、第一外延層的載流子平均濃度C1、第二外延層和第三外延層的載流子平均濃度C2滿足關(guān)系式：(C1×L1-C2×L2)/(C1×L1+C2×L2)＜30％，其中，L1、L2的單位為μm，C1、C2的單位為atoms/cm³。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：第一外延層在垂直于半導(dǎo)體襯底的方向上平均分為三個(gè)部分，頂部、中部和底部；在第一外延層的頂部，每個(gè)第一外延層內(nèi)載流子總量Q1t和與其相鄰的且平行位置的溝槽內(nèi)第二外延層和第三外延層載流子總量Q2t滿足關(guān)系式：0.8Q2t≤Q1t≤1.0Q2t；在第一外延層的中部，每個(gè)第一外延層內(nèi)載流子總量Q1t和與其相鄰的且平行位置的溝槽內(nèi)第二外延層和第三外延層載流子總量Q2t滿足關(guān)系式：0.9Q2t≤Q1t≤1.1Q2t；在第一外延層的底部，每個(gè)第一外延層內(nèi)載流子總量Q1t和與其相鄰的且平行位置的溝槽內(nèi)第二外延層和第三外延層載流子總量Q2t滿足關(guān)系式：1.0Q2t≤Q1t≤1.2Q2t。

8.一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

步驟一、在硅襯底上形成第一外延層；

步驟二、在所述第一外延層上以預(yù)定間距形成多個(gè)相同的溝槽；

步驟三、在所述溝槽內(nèi)部或溝槽內(nèi)部和頂部形成第二外延層；

其特征在于，還包括：

步驟四、在所述第二外延層之上形成第三外延層；

步驟五、采用化學(xué)機(jī)械研磨對(duì)所述溝槽表面進(jìn)行平坦化。

9.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟一中所述第一外延層的厚度為1.0-100.0μm，且具有第一導(dǎo)電類(lèi)型。

10.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟二中所述溝槽頂部的寬度為0.2-10.0μm，且溝槽頂部寬度大于溝槽底部寬度；深度為0.8-100.0μm，溝槽間距0.2-20μm。

11.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟三中所述第二外延層具有第二導(dǎo)電類(lèi)型。

12.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟四中所述第三外延層為本征外延層或具有和第二外延層一樣的導(dǎo)電類(lèi)型，但其載流子濃度小于或等于第二外延層載流子濃度的10％。

13.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟三中所述第二外延層生長(zhǎng)和步驟四中所述第三外延層生長(zhǎng)時(shí)的溫度為500-1300攝氏度，壓力為0.01-760托。

14.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：采用硅源氣體、鹵化物氣體、氫氣和摻雜氣體的混合氣體進(jìn)行步驟三中所述第二外延層的生長(zhǎng)。