[發明專利]超結器件的制造方法

有效

• 申請號: 201710080074.4
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN108428632B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 肖勝安;曾大杰
• 申請（專利權）人: 深圳尚陽通科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06
• 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

1.一種超結器件的制造方法，超結器件的中間區域為電荷流動區，終端區環繞于所述電荷流動區的外周，過渡區位于所述電荷流動區和所述終端區之間；其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供N型外延層，進行第一次光刻工藝定義出溝槽的形成區域，之后對所述N型外延層進行干法刻蝕形成多個溝槽；

在所述溝槽中填充P型外延層形成P型柱，由各所述P型柱之間的所述N型外延層組成N型柱，由多個交替排列的所述N型柱和所述P型柱組成的超結結構；

步驟二、進行第二次光刻工藝在所述電荷流動區和所述過渡區中定義出P型阱的形成區域，之后進行P型離子注入形成所述P型阱；

所述電荷流動區中各所述P型柱的頂部都形成有一個所述P型阱且各所述P型阱延伸到對應的所述P型柱兩側的所述N型柱的表面；

步驟三、在形成有所述P型阱的所述N型外延層表面進行第一氧化膜生長，進行第三次光刻工藝定義出所述第一氧化膜的刻蝕區域，之后對所述第一氧化膜進行刻蝕形成保護環氧化膜，所述保護環氧化膜將所述電荷流動區露出以及將所述過渡區全部覆蓋，所述保護環氧化膜還延伸到所述終端區表面并將所述終端區全部或僅將所述終端區的最外周部分露出，所述保護環氧化膜環繞在所述電荷流動區的周側；

步驟四、依次形成柵氧化膜和N型重摻雜的第一層多晶硅，進行第四次光刻工藝定義出多晶硅柵的形成區域，之后對所述第一層多晶硅進行刻蝕形成多晶硅柵，各所述多晶硅柵為平面柵結構，各所述多晶硅柵覆蓋對應的所述P型阱且被所述多晶硅柵覆蓋的所述P型阱的表面用于形成溝道；

以所述多晶硅柵和所述保護環氧化膜為自對準條件進行全面的第一次N型離子注入在所述電荷流動區中的所述多晶硅柵兩側分別形成源區，同時在所述保護環氧化膜覆蓋區域之外的所述終端區中或外側形成終端第一N型注入區；

步驟五、淀積層間膜，進行第五次光刻工藝定義出接觸孔的形成區域，之后對所述層間膜進行刻蝕形成所述接觸孔的開口；在所述接觸孔的開口中填充金屬形成所述接觸孔；

步驟六、進行正面金屬淀積形成正面金屬層，進行第六次光刻工藝定義出柵極和源極的形成區域，之后對所述正面金屬層進行刻蝕形成所述柵極和所述源極，所述電荷流動區中的各所述源區和對應的所述P型阱通過頂部相同的接觸孔連接到所述源極，所述過渡區中的所述P型阱也通過頂部的接觸孔連接到所述源極，所述多晶硅柵通過頂部的接觸孔連接到柵極。

2.如權利要求1所述的超結器件的制造方法，其特征在于：步驟三中形成所述保護環氧化膜之后還包括步驟：以所述保護環氧化膜為自對準條件進行全面的第二次N型離子注入在所述電荷流動區中形成JFET區域，同時在所述保護環氧化膜覆蓋區域之外的所述終端區中或外側形成終端第二N型注入區。

3.如權利要求1或2所述的超結器件的制造方法，其特征在于：

步驟一中進行所述第一次光刻工藝之前還包括在所述N型外延層表面形成第一介質膜的步驟，在所述第一次光刻工藝之后依次對所述第一介質膜和所述N型外延層進行干法刻蝕形成多個溝槽；

在所述溝槽中填充所述P型外延層之后進行化學機械研磨工藝將所述N型外延層表面的所述P型外延層去除，使所述P型外延層僅填充于對應的所述溝槽中并組成所述P型柱；所述第一介質膜在所述化學機械研磨工藝完成后去除或者部分保留。

4.如權利要求1或2所述的超結器件的制造方法，其特征在于：步驟二中所述P型阱的P型離子注入完成后還包括對所述P型阱進行退火工藝，該退火工藝的溫度為1000℃以上、時間為30分鐘以上。

5.如權利要求1或2所述的超結器件的制造方法，其特征在于：步驟三中所述第一氧化膜采用溫度高于800℃的熱氧化工藝形成。

6.如權利要求2所述的超結器件的制造方法，其特征在于：步驟三中所述JFET區域對應的所述第二次N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷，注入能量為30Kev～100Kev，注入劑量為1E13cm^-2～4E13cm^-2；或者，步驟三中所述JFET區域對應的所述第二次N型離子注入由注入能量為30Kev～60Kev和注入能量為1Mev～1.5Mev的兩次注入的組合而成。