[發(fā)明專利]超級(jí)結(jié)制作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210174799.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103050408A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉遠(yuǎn)良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/266
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種超級(jí)結(jié)的制作方法。

背景技術(shù)

超級(jí)結(jié)功率器件是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型功率半導(dǎo)體器件。它是在普通雙擴(kuò)撒金屬氧化物半導(dǎo)體（DMOS）的基礎(chǔ)上引入超級(jí)結(jié)（Super?Junction）結(jié)構(gòu)；除了具備DMOS輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、易電壓控制、熱穩(wěn)定好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、易于集成等特點(diǎn)外，還克服了DMOS的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓成2.5次方關(guān)系增加的缺點(diǎn)。目前超級(jí)結(jié)DMOS已廣泛應(yīng)用于面向個(gè)人電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、手機(jī)、照明（高壓氣體放電燈）產(chǎn)品以及電視機(jī)（液晶或等離子電視機(jī)）和游戲機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的電源或適配器。

目前超級(jí)結(jié)功率器件的制備工藝方法主要分成兩大類，一類是利用多次外延和注入的方式在N型外延襯底上形成P型柱；另一類是采用深溝槽刻蝕加P型柱填充的方式形成。在利用深溝槽加P型柱填入方式制備超級(jí)結(jié)的工藝方法中，填充P型柱的雜質(zhì)濃度通常是均一的。為了改善器件的雪崩擊穿能量，需要改善P型柱頂端的濃度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超級(jí)結(jié)制作方法，能夠改善器件的耐雪崩擊穿能力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的超級(jí)結(jié)制作方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，在深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅且形成P型柱之后，利用定義所述深溝槽的光罩層定義出離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子。

本發(fā)明在深溝槽加P型柱填入方式制備超級(jí)結(jié)的工藝方法基礎(chǔ)上，在P型柱形成之后通過離子注入提高P型柱頂端的離子摻雜濃度，可以降低P阱區(qū)的電阻，并最終改善器件的雪崩擊穿能力，同時(shí)維持器件的其它電性能不變，如擊穿電壓和導(dǎo)通電阻等。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是N型外延硅片示意圖；

圖2是P阱形成示意圖；

圖3是深溝槽形成示意圖；

圖4是深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅示意圖；

圖5是P型柱形成示意圖；

圖6是注入P型離子示意圖；

圖7是去除光刻膠后的示意圖；

圖8是柵極形成示意圖；

圖9是源極和接觸孔形成示意圖；

圖10是最終形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在一實(shí)施例中，所述超級(jí)結(jié)制作方法工藝流程如下：

如圖1所示，準(zhǔn)備一片帶有足夠厚度的N型外延硅片做襯底硅片。該襯底硅片由襯底2和在襯底2上端生長(zhǎng)的N型外延層3構(gòu)成。N型外延層3的電阻率較高，通常是5ohm.cm，而襯底2電阻率低，大約為1～5mohm.cm。N型外延層3的厚度由器件設(shè)計(jì)的耐壓值所決定。

如圖2所示，在所述N型外延硅片上端中利用光罩層定義出需要P阱5注入的區(qū)域，然后利用高溫退火工藝將P阱注入進(jìn)行推進(jìn)。

如圖3所示，通過一層光罩層定義出深溝槽9的圖案，采用干法刻蝕的方法，形成一定深度的深溝槽9，其深度可以根據(jù)器件的擊穿電壓來決定。干法刻蝕深溝槽9時(shí)可以采用帶氧化物層作為硬光罩層（Hard?mask），首先刻蝕硬光罩層，然后再刻蝕深溝槽9。或者不用硬光罩層，直接刻蝕形成深溝槽9。

如圖4所示，采用選擇性外延填充方式，在深溝槽9內(nèi)填充P型單晶硅，形成P型柱4。

如圖5所示，采用CMP（化學(xué)機(jī)械研磨）方法將襯底硅片表面P型多晶硅去除。

如圖6所示，在襯底硅片表面涂覆光刻膠，利用定義深溝槽9的光罩層定義離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子，如硼等；注入能量約為50-100Kev，注入劑量約為1-5E12，從而使深溝槽頂部的P型外延8摻雜濃度提高.

如圖7所示，去除光刻膠，同時(shí)利用濕法刻蝕去除襯底硅片表面的氧化物。

如圖8所示，依次沉積一層氧化硅和多晶硅作為柵極，然后通過光刻和刻蝕工藝形成柵極7

如圖9所示，利用離子注入形成源極6，隨后形成接觸孔10。

如圖10所示，等器件制備的所有工藝進(jìn)行完后，再進(jìn)行襯底硅片背面減薄和蒸金，在襯底硅片背面形成漏極1。

以上通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。