[發明專利]溝槽柵超結器件的制造方法

在審

• 申請號: 201610944291.9
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN107994076A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 肖勝安;曾大杰;李東升
• 申請（專利權）人: 深圳尚陽通科技有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 郭四華

1.一種溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、形成溝槽柵，包括如下分步驟：

步驟11、提供第一導電類型的第一外延層，所述第一外延層中要求還未形成超結結構，采用光刻刻蝕工藝在所述第一外延層表面形成柵極溝槽；

步驟12、采用熱氧化工藝在所述柵極溝槽的底部表面和側面以及所述柵極溝槽外的所述第一外延層表面形成柵氧化層，利用所述第一外延層中未形成所述超結結構的特點，所述柵氧化層的熱氧化工藝的溫度能夠得到不受所述超結結構的限制的增加并將所述柵氧化層的熱氧化工藝的溫度增加到能使所述柵極溝槽的底角和頂角都實現圓化，從而改善器件的漏電特性并有利于器件應用到更高的工作電壓中；

步驟13、在所述柵極溝槽中填充多晶硅形成多晶硅柵，該多晶硅柵為所述溝槽柵；

步驟二、形成所述超結結構，包括如下分步驟：

步驟21、采用光刻刻蝕工藝在形成有所述溝槽柵的所述第一外延層中形成超結柱溝槽；在橫向位置上，各所述超結柱溝槽位于相鄰的兩個所述柵極溝槽之間；各所述超結柱溝槽的深度大于各所述柵極溝槽的深度；

步驟22、在所述超結柱溝槽中填充第二導電類型的第二外延層，由填充于所述超結柱溝槽中的所述第二外延層組成第二導電類型柱，由所述超結柱溝槽之間的所述第一外延層組成第一導電類型柱，由所述第一導電類型柱和所述第二導電類型柱交替排列形成所述超結結構；利用形成所述超結結構之前所述溝槽柵已經形成的特點消除所述溝槽柵形成過程中的熱過程對所述超結結構的PN雜質的擴散的影響，使得所述超結結構的摻雜以及步進能獨立調節并通過調節所述超結結的摻雜和步進來降低器件的比導通電阻。

2.如權利要求1所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：步驟一中在進行步驟12之前還包括如下步驟：

采用熱氧化工藝在所述柵極溝槽的底部表面和側面以及所述柵極溝槽外的所述第一外延層表面形成犧牲氧化層，之后采用濕法刻蝕工藝去除所述犧牲氧化層，從而增加對所述柵極溝槽的底角和頂角的圓化。

3.如權利要求1所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：所述柵氧化層的熱氧化工藝的溫度為900℃～1150℃，所述柵氧化層的厚度為800埃～1200埃。

4.如權利要求2所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：所述犧牲氧化層的熱氧化工藝的溫度為1100℃～1200℃，所述犧牲氧化層的厚度為500埃～4000埃。

5.如權利要求1所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：步驟13中的所述多晶硅柵的摻雜雜質采用在位摻雜形成；

步驟13中的所述多晶硅柵為單一摻雜；或者，所述多晶硅柵的和所述柵氧化層接觸位置處的摻雜濃度小于所述多晶硅柵的和所述柵氧化層接觸位置外的摻雜濃度。

6.如權利要求1所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：溝槽柵超結器件的工作電壓大于等于500V。

7.如權利要求1所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：還包括形成第二導電類型阱區的步驟；所述第二導電類型阱區的結深小于等于所述柵極溝槽的深度，被所述多晶硅柵側面覆蓋的所述第二導電類型阱區的表面用于形成溝道；

所述第二導電類型阱區的形成步驟位于步驟一之后以及步驟二之前，能夠防止所述第二導電類型阱區的熱過程對所述超結結構的PN雜質的擴散的影響，利于調節器件的輸入電容和輸出電容特性；

或者，所述第二導電類型阱區的形成步驟位于步驟二之后進行，能防止所述第二導電類型阱區的雜質分布受到所述第二導電類型柱的影響，提高器件的一致性；

或者，所述第二導電類型阱區分兩步形成，第一步形成第一阱區，第二步形成第二阱區，所述第一阱區的結深大于所述第二阱區的結深，所述第一阱區的摻雜濃度小于所述第二阱區的摻雜濃度，所述第一阱區的形成步驟位于步驟一之后以及步驟二之前，所述第二阱區的形成步驟位于步驟二之后進行，通過所述第一阱區調節器件的輸入電容和輸出電容特性，通過所述第二阱區提高器件的一致性。

8.如權利要求7所述的溝槽柵超結器件的制造方法，其特征在于：所述第二導電類型阱區的注入區域采用光刻定義或者為全面注入。