[發明專利]一種超結功率器件耐壓層的制作方法

有效

• 申請號: 201710636263.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107359118B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 張金平;顧亦舒;殷鵬飛;劉競秀;李澤宏;任敏;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/336;H01L21/331
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 葛啟函<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在第一摻雜類型半導體襯底上采用外延工藝形成第一摻雜類型半導體外延層；

步驟2：采用光刻和刻蝕工藝在所述第一摻雜類型半導體外延層中刻蝕形成若干個溝槽；

步驟3：在器件表面采用外延工藝使得第二摻雜類型單晶材料填充經步驟2制得的溝槽，形成第二摻雜類型半導體柱；

步驟4：對經步驟3處理得到器件表面進行化學機械平坦化，去除多余第二摻雜類型單晶材料；

步驟5：再次采用光刻和刻蝕工藝在若干溝槽之間的第一摻雜類型半導體外延層的中間位置刻蝕形成若干個溝槽；

步驟6：在器件表面再次采用外延工藝使得第二摻雜類型單晶材料填充經步驟5制得的溝槽，形成第二摻雜類型半導體柱；

步驟7：對經步驟6處理得到器件表面再次進行化學機械平坦化，去除多余第二摻雜類型單晶材料，即制得超結功率器件耐壓層。

2.根據權利要求1所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，外延填充工藝中外延溫度為800～1200℃，形成的所述第二摻雜類型半導體柱在第一摻雜類型半導體外延層中均勻分布。

3.根據權利要求1所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，在步驟7進行表面平坦化之后還包括：

步驟A：重復步驟5～步驟7以實現多次光刻、多次溝槽刻蝕、多次外延填充以及多次表面平坦化處理。

4.根據權利要求1所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，在步驟7進行表面平坦化之后還包括：

步驟B：在經步驟7得到的器件表面再次采用外延工藝形成第一摻雜類型半導體外延層，重復步驟2～步驟7直至達到目標厚度。

5.根據權利要求3所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，在重復步驟5～步驟7實現多次光刻、多次溝槽刻蝕、多次外延填充以及多次表面平坦化處理之后還包括：

步驟B：在經步驟7得到的器件表面再次采用外延工藝形成第一摻雜類型半導體外延層，重復步驟2～步驟7直至達到目標厚度。

6.根據權利要求1所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，在步驟1中還包括在第一摻雜類型半導體襯底上制備與其摻雜類型相同的緩沖層，所述緩沖層的摻雜濃度介于第一摻雜類型半導體襯底與第一摻雜類型半導體外延層之間。

7.根據權利要求1所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，所述溝槽的寬度為1～6μm，所述溝槽的深度為10～45μm。

8.根據權利要求1至7任一項所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，所述步驟3和步驟6中形成的所述第二摻雜類型半導體柱的材料與所述第一摻雜類型半導體外延層的材料相同或者不同；所述材料為硅、碳化硅、鍺硅、氮化鎵、藍寶石和金剛石中任意一種。

9.根據權利要求8所述的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，所述第一摻雜類型為N型，所述第二摻雜類型為P型。

10.根據權利要求8所述 的一種超結功率器件耐壓層的制作方法，其特征在于，所述第一摻雜類型為P型，所述第二摻雜類型為N型。