[發(fā)明專利]超級(jí)結(jié)器件及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310073595.9
• 申請(qǐng)日: 2013-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104037206B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勝安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 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: 丁紀(jì)鐵

1.一種超級(jí)結(jié)器件，形成于N+基片上，所述基片上形成有N型外延層，超級(jí)結(jié)器件包括形成于所述N型外延層中的交替排列的P型半導(dǎo)體薄層和N型半導(dǎo)體薄層，其特征在于：所述N型外延層由依次形成于所述基片上的第一N型外延層和第二N型外延層組成，在所述第一N型外延層中形成有交替排列的第一P型半導(dǎo)體薄層和第一N型半導(dǎo)體薄層，在所述第二N型外延層中形成有交替排列的第二P型半導(dǎo)體薄層和第二N型半導(dǎo)體薄層；

所述第一P型半導(dǎo)體薄層由形成于所述第一N型外延層中的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述第一N型半導(dǎo)體薄層由位于各所述第一P型半導(dǎo)體薄層之間的所述第一N型外延層組成、或者所述第一N型半導(dǎo)體薄層由位于各所述第一P型半導(dǎo)體薄層之間的所述第一N型外延層經(jīng)N型離子注入摻雜后組成；所述第一P型半導(dǎo)體薄層的底部表面和所述基片頂部表面相隔一縱向距離一，該縱向距離一大于所述基片中的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)外擴(kuò)的距離；

在所述第二N型外延層中形成有深溝槽，所述第二P型半導(dǎo)體薄層由填充于所述深溝槽中的P型硅組成，所述第二N型半導(dǎo)體薄層由位于各所述第二P型半導(dǎo)體薄層之間的所述第二N型外延層組成；

各所述第二P型半導(dǎo)體薄層的底部和對(duì)應(yīng)的所述第一P型半導(dǎo)體薄層相接觸并組成所述P型半導(dǎo)體薄層，各所述第二N型半導(dǎo)體薄層的底部和對(duì)應(yīng)的所述第一N型半導(dǎo)體薄層相接觸并組成所述N型半導(dǎo)體薄層；各所述P型半導(dǎo)體薄層的深度由所對(duì)應(yīng)的所述第二P型半導(dǎo)體薄層的頂部表面和所述第一P型半導(dǎo)體薄層的底部表面的縱向距離二決定，各所述第二P型半導(dǎo)體薄層的底部表面位置能夠位于所述第一P型半導(dǎo)體薄層的頂部表面和底部表面之間任何位置處。

2.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件，其特征在于：所述第一N型外延層為均勻摻雜；或者，從所述基片表面往上，所述第一N型外延層的摻雜濃度遞減；或者，所述第一N型外延層由多層第一N型外延子層組成，每一層所述第一N型外延子層的摻雜均勻，從所述基片表面往上相鄰的所述第一N型外延子層的摻雜濃度遞減。

3.如權(quán)利要求1或2所述的超級(jí)結(jié)器件，其特征在于：在所述第一N型外延層的底部表面和所述基片頂部表面之間還插入有第一本征外延層，在所述第一本征外延層中的部分區(qū)域進(jìn)行了N型離子注入摻雜并形成第一N型區(qū)，所述第一本征外延層的厚度小于所述縱向距離一；所述第一本征外延層的本征區(qū)部分的摻雜濃度為所述第一N型區(qū)的摻雜濃度的1/2以下并用于提高超級(jí)結(jié)器件的抗電流沖擊能力。

4.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件，其特征在于：各所述P型半導(dǎo)體薄層所對(duì)應(yīng)的所述第二P型半導(dǎo)體薄層的中心軸和所述第一P型半導(dǎo)體薄層的中心軸對(duì)準(zhǔn)；或者各所述P型半導(dǎo)體薄層所對(duì)應(yīng)的所述第二P型半導(dǎo)體薄層的中心軸和所述第一P型半導(dǎo)體薄層的中心軸有一定橫向偏差，該橫向偏差的最大值要求保證兩個(gè)相鄰的所述P型半導(dǎo)體薄層之間的所述N型半導(dǎo)體薄層的最窄寬度為最大寬度的1/3以上。

5.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件，其特征在于：填充于所述深溝槽中的所述P型硅為P型外延硅。