[發(fā)明專利]溝槽型超級結(jié)的制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610024799.7 | 申請日： | 2016-01-15 |
| 公開（公告）號： | CN105679809A | 公開（公告）日： | 2016-06-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李昊 | 申請（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： | H01L29/06 | 分類號： | H01L29/06;H01L21/18 |
| 代理公司： | 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211 | 代理人： | 郭四華 |
| 地址： | 201203 上海市浦東*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 溝槽 超級 制造 方法 | ||
1.一種溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一、提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底表面形成有N型外延層；
步驟二、采用光刻刻蝕工藝在所述N型外延層中形成多個(gè)溝槽；
步驟三、采用外延生長在所述溝槽的底部表面和側(cè)面形成含碳硅外延層；
步驟四、采用外延生長工藝在形成有所述含碳硅外延層的所述溝槽中填充P型外 延層，所述P型外延層同時(shí)延伸到所述溝槽外部的所述N型外延層表面；所述P型外 延層的摻雜元素為硼，通過設(shè)置所述含碳硅外延層阻擋所述P型外延層中的硼外擴(kuò)到 所述N型外延層中；
步驟五、進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述溝槽外部的所述 P型外延層去除、將所述溝槽區(qū)域的所述P型外延層的表面和所述溝槽外的表面相平； 由填充于所述溝槽中的所述含碳硅外延層和所述P型外延層組成P型薄層，由各所述 溝槽之間的所述N型外延層組成N型薄層，由所述N型薄層和所述P型薄層交替排列 組成超級結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟一中所述N 型外延層的厚度為15微米～60微米。
3.如權(quán)利要求1所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：所述半導(dǎo)體襯 底為硅襯底，所述N型外延層為N型硅外延層，所述P型外延層為P型硅外延層。
4.如權(quán)利要求1或3所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟二中 形成所述溝槽包括如下分步驟：
步驟21、在所述N型外延層表面形成硬質(zhì)掩模層；
步驟22、在所述硬質(zhì)掩模層表面涂布光刻膠，進(jìn)行光刻工藝將所述溝槽形成區(qū)域 打開；
步驟23、以所述光刻膠為掩模對所述硬質(zhì)掩模層進(jìn)行刻蝕，該刻蝕工藝將所述溝 槽形成區(qū)域的所述硬質(zhì)掩模層去除、所述溝槽外的所述硬質(zhì)掩模層保留；
步驟24、去除所述光刻膠，以所述硬質(zhì)掩模層為掩模對所述N型外延層進(jìn)行刻蝕 形成所述溝槽；
采用所述硬質(zhì)掩模層之后，在所述步驟四中所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝以所述硬質(zhì)掩 模層為研磨終點(diǎn)，在所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后去除所述硬質(zhì)掩模層。
5.如權(quán)利要求4所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：所述硬質(zhì)掩模 層由依次形成于所述N型外延層表面的第一氧化層、第二氮化硅層和第三氧化層疊加 而成。
6.如權(quán)利要求5所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟24中所述 溝槽的刻蝕工藝完成后要求所述第三氧化層的厚度保留一半以上；在所述溝槽形成之 后還包括如下步驟：
步驟25、去除所述第三氧化層；
步驟26、采用熱氧化工藝在所述溝槽的底部表面和側(cè)面形成犧牲氧化層，之后去 除所述犧牲氧化層以對所述溝槽的底部表面和側(cè)面進(jìn)行修復(fù)，去除所述犧牲氧化層時(shí) 采用所述第二氮化硅層對所述第一氧化層進(jìn)行保護(hù)；
步驟27、去除所述第二氮化硅層；
之后，在所述步驟四中所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝以所述硬質(zhì)掩模層的所述第一氧化 層為研磨終點(diǎn)，在所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后去除所述第一氧化層。
7.如權(quán)利要求5所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：所述第一氧化 層為熱氧化層，厚度為100埃米～2000埃米；所述第二氮化硅層的厚度為100埃米～ 1500埃米；所述第三氧化層的厚度為0.5微米～3微米。
8.如權(quán)利要求6所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟25中采用 濕法刻蝕工藝去除所述第三氧化層；步驟27中采用熱磷酸去除所述第二氮化硅層； 去除所述第一氧化層采用濕法刻蝕工藝。
9.如權(quán)利要求1所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟三中所述 含碳硅外延層的厚度為小于等于0.3微米，碳的體濃度為1e12cm-3～1e17cm-3。
10.如權(quán)利要求1所述的溝槽型超級結(jié)的制造方法，其特征在于：步驟三中采用 選擇性外延生長工藝形成所述含碳硅外延層；或者，步驟三中采用非選擇性外延生 長工藝形成所述含碳硅外延層。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個(gè)電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個(gè)電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個(gè)不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
