[發明專利]溝槽型超級結及其制造方法

在審

• 申請號: 201710847309.8
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107799581A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 李昊
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: 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

1.一種溝槽型超級結，其特征在于，包括：

多個形成于第一導電類型外延層中的溝槽，所述第一導電類型外延層形成于半導體襯底表面，各所述溝槽采用相同的光刻刻蝕工藝形成，各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度存在有所述光刻刻蝕工藝引起的誤差，各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度的誤差使得同一所述半導體襯底面內的各所述溝槽之間存在體積差異；

各所述溝槽中填充有第二導電類型的第一外延層，各所述溝槽的所述第一外延層同時形成，所述第一外延層將體積最小的所述溝槽趨于完全填滿，在所述第一外延層未完全填充的所述溝槽中還填充有第二介質層，所述第二介質層疊加于所述第一外延層的表面并將各所述溝槽完全填滿；

由填充于各所述溝槽中的所述第一外延層和所述第二介質層組成第二導電類型薄層，由各所述溝槽之間的所述第一導電類型外延層組成第一導電類型薄層，由所述第一導電類型薄層和所述第二導電類型薄層交替排列組成超級結；

所述第二導電類型薄層的總摻雜量由所述第一外延層決定，能降低各所述溝槽的體積差異對所述超級結的擊穿電壓的影響從而使所述超級結的擊穿電壓的面內均勻性提高。

2.如權利要求1所述的溝槽型超級結，其特征在于：所述半導體襯底為硅襯底，所述第一導電類型外延層、所述第一外延層都為硅外延層。

3.如權利要求1或2所述的溝槽型超級結，其特征在于：各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度的誤差使得同一所述半導體襯底面內的各所述溝槽之間存在體積差異且體積差異最大值為1％～20％。

4.如權利要求3所述的溝槽型超級結，其特征在于：所述第一外延層將體積最小的所述溝槽趨于完全填滿為所述第一外延層將體積最小的所述溝槽的70％～100％的體積填滿。

5.如權利要求4所述的溝槽型超級結，其特征在于：所述第一外延層將體積最小的所述溝槽完全填滿。

6.如權利要求1或2所述的溝槽型超級結，其特征在于：第一導電類型為N型，第二導電類型為P型，所述半導體襯底為N型重摻雜；

或者，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型，所述半導體襯底為N型重摻雜。

7.如權利要求1所述的溝槽型超級結，其特征在于：所述第二次介質層為氧化層或氮化層。

8.一種溝槽型超級結的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成有第一導電類型外延層；

步驟二、采用光刻刻蝕工藝對所述第一導電類型外延層進行刻蝕形成多個溝槽；各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度存在有所述光刻刻蝕工藝引起的誤差，各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度的誤差使得同一所述半導體襯底面內的各所述溝槽之間存在體積差異；

步驟三、進行所述溝槽的填充工藝，包括：

步驟31、進行第一次外延填充在各所述溝槽中填充第二導電類型的第一外延層，所述第一外延層將體積最小的所述溝槽趨于完全填滿；

步驟32、進行第二次介質層填充在未被所述第一外延層完全填充的所述溝槽中填充第二介質層，所述第二介質層疊加于所述第一外延層的表面并將各所述溝槽完全填滿；

由填充于各所述溝槽中的所述第一外延層和所述第二介質層組成第二導電類型薄層，由各所述溝槽之間的所述第一導電類型外延層組成第一導電類型薄層，由所述第一導電類型薄層和所述第二導電類型薄層交替排列組成超級結；

所述第二導電類型薄層的總摻雜量由所述第一外延層決定，能降低各所述溝槽的體積差異對所述超級結的擊穿電壓的影響從而使所述超級結的擊穿電壓的面內均勻性提高。

9.如權利要求8所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：所述半導體襯底為硅襯底，所述第一導電類型外延層、所述第一外延層和所述第二介質層都為硅外延層。

10.如權利要求8或9所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：各所述溝槽的開口尺寸和側面傾斜角度的誤差使得同一所述半導體襯底面內的各所述溝槽之間存在體積差異且體積差異最大值為1％～20％。

11.如權利要求10所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：所述第一外延層將體積最小的所述溝槽趨于完全填滿為所述第一外延層將體積最小的所述溝槽的70％～100％的體積填滿。