[發明專利]半導體器件制造方法

有效

• 申請號: 201210575014.7
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103177968A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 江口浩次;小田洋平;足立信一
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/304
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;王英

技術領域

本公開內容涉及制造半導體器件的方法，尤其是通過使用半導體襯底的表面上的絕緣層作為拋光停止部的、具有超結（supper?junction）結構的半導體器件。

背景技術

已知具有超結結構的半導體器件具有低導通電阻和高擊穿電壓。在超結結構中，p型區和n型區形成在n⁺型襯底中，并且交替地設置在襯底的表面方向上。JP-A-2010-118536公開了一種用于減小擊穿電壓變化量的具有這種超結結構的半導體器件的制造方法。

JP-A-2010-118536中所公開的方法如下。首先，制備半導體襯底（即，半導體晶片）。半導體襯底包括n⁺型襯底和外延生長在襯底上的n^-型半導體層。半導體襯底具有沿切割線分割的多個芯片區。然后，作為絕緣層的第一氧化物層形成在半導體襯底的主表面上。接著，對第一氧化物層進行構圖，使得第一氧化物層可以僅留在切割線上。然后，作為絕緣層的第二氧化物層形成在半導體襯底的主表面上，使得切割線上的第一氧化物層可以被第二氧化物層覆蓋。因此，在半導體襯底的主表面上的氧化物層的厚度（即，第一氧化物層和第二氧化物層的總厚度）在切割線上最大。

接著，對第二氧化物層進行構圖。然后，通過使用第二氧化物層作為掩模，以條紋圖案在半導體襯底中形成溝槽。然后，通過使用氫氟酸進行濕法蝕刻，使得可以去除第二氧化物層而不去除第一氧化物層。因此，氧化物層（即，第一氧化物層）僅留在切割線上。如果氧化物層留在溝槽的開口附近，則難以用后續工藝中的外延層填充溝槽，并且外延層中還可能出現缺陷。

然后，p型外延層外延生長在半導體襯底的主表面側上，使得溝槽可以填充有外延層。因此，p型區（即，溝槽中的外延層）和n型區（即，夾在相鄰溝槽之間的半導體襯底的部分）交替設置在半導體襯底的表面方向上。由此，形成了超結結構。

然后，對半導體襯底的主表面側上的外延層進行拋光，并且通過化學機械拋光（CMP）等對其進行平坦化。在該平坦化工藝中，第一氧化物層用作拋光停止部，以減小拋光表面相對于半導體襯底的主表面的傾斜。因此，從拋光表面到溝槽底部的距離（即，外延層的厚度）可以是均勻的。因此，當在后續工藝中將半導體襯底沿切割線劃分成芯片時，每一芯片（即，每一半導體器件）可以具有幾乎相同的擊穿電壓。

然后，在通過使用氫氟酸去除主表面上的第一氧化物層和外延層之后，拋光掉主表面的預定厚度。然后，p型外延層再次形成在半導體襯底的主表面上。然后，對每一芯片區運用標準的半導體制造工藝。最后，將半導體襯底沿切割線劃分成芯片。以此方式，制造了具有超結結構的半導體器件。

在上述的常規制造方法中，以不同的制造工藝形成了在平坦化工藝中用作拋光停止部的第一氧化物層以及用作用于形成溝槽的掩模的第二氧化物層。

發明內容

鑒于上述，本公開內容的目的是提供一種制造半導體器件而無需進行僅形成拋光停止部的制造工藝的方法。

根據本公開內容的一個方面，一種制造半導體器件的方法包括：制備具有前表面的半導體襯底、在所述前表面上形成電絕緣層、以及通過使用所述絕緣層作為掩模來在所述半導體襯底中形成溝槽，使得所述絕緣層的第一部分位于所述溝槽之間的所述前表面上且所述絕緣層的第二部分位于除所述溝槽之間以外的位置處的所述前表面上。所述方法還包括去除整個第一部分，并去除每一溝槽的開口周圍的所述第二部分。所述方法還包括通過在所述前表面側上外延生長外延層來用所述外延層填充所述多個溝槽。所述方法還包括通過使用所述第二部分作為拋光停止部對外延層9進行拋光來對所述前表面側進行平坦化。

附圖說明

通過以下描述和附圖，上述以及其它目的、特征和優點將會變得更加明顯，其中類似的附圖標記表示類似的元件。在附圖中：

圖1A-1H是示出根據本公開內容的第一實施例制造半導體器件的工藝的示意圖；

圖2A-2H是示出繼圖1A-1H的工藝之后的工藝的示意圖；

圖3是示出用于制造半導體器件的半導體襯底的局部平面圖的示意圖；

圖4是示出圖3中的區域IV的放大圖的示意圖；

圖5是示出氫退火溫度與氧化物層變化之間的關系的示意圖；

圖6是示出氫退火時間與氧化物層變化之間的關系的示意圖；

圖7是在氫退火和外延生長過程中的狀態示意圖；

圖8是示出第一評估實驗的結果以評估由使用氧化物層作為拋光停止部的方法制造的半導體襯底的拋光量的變化量的示意圖；