[發明專利]溝槽型超級結的制造方法

有效

• 申請號: 201810920113.1
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109119459B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 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具有第一導電類型的第一外延層；

步驟二、采用光刻工藝定義出溝槽的形成區域并對所述第一外延層進行第一次刻蝕從而在所述第一外延層內形成多個所述溝槽；

所述光刻工藝定義的所述溝槽的寬度為第一寬度，所述溝槽之間的間距為第二寬度，通過縮小所述第一寬度來改善所述第一次刻蝕形成的所述溝槽的結構參數；

步驟三、對所述溝槽進行擴大工藝，所述擴大工藝采用先形成犧牲氧化層之后再去除所述犧牲氧化層的方法，擴大后的所述溝槽具有第三寬度，擴大后的所述溝槽之間的間距具有第四寬度，所述第三寬度大于所述第一寬度，所述第三寬度和所述第四寬度的和等于所述第一寬度和所述第二寬度的和，所述擴大工藝在保證步驟二中改善的所述溝槽的結構參數不變條件下擴大所述溝槽的寬度，通過擴大所述溝槽的寬度來提高后續外延填充的便利性；

所述第三寬度和所述第一寬度之間的差異具有使所述第三寬度定義的所述溝槽的結構參數不同于所述第一寬度定義的所述溝槽的結構參數不同的特征，能保證最后形成的所述溝槽的寬度為所述第三寬度，最后形成的所述溝槽的結構參數由所述第一寬度定義；

步驟四、采用外延工藝在各所述溝槽中填充第二導電類型的第二外延層，由各所述第二外延層和位于所述溝槽之間的所述第一外延層交替排列組成溝槽型超級結。

2.如權利要求1所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于，步驟二中通過縮小所述第一寬度來改善所述第一次刻蝕形成的所述溝槽的結構參數包括：所述溝槽的側面傾角大小，所述溝槽的寬度的面內差異的絕對值，所述溝槽的側面傾角的面內差異的絕對值；

所述第一寬度越小，所述溝槽的側面傾角越接近90度，所述溝槽的寬度的面內差異的絕對值越小，所述溝槽的側面傾角的面內差異的絕對值越小。

3.如權利要求2所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：步驟三中完成所述擴大工藝之后，所述溝槽的側面傾角大小、所述溝槽的寬度的面內差異的絕對值和所述溝槽的側面傾角的面內差異的絕對值都保持不變。

4.如權利要求3所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：步驟三中完成所述擴大工藝之后，所述溝槽的寬度變大，深寬比變小，通過使深寬比變小來提高步驟四中的外延填充的便利性。

5.如權利要求3所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：步驟三中完成所述擴大工藝之后，所述溝槽的寬度的面內差異的百分比以及所述溝槽的側面傾角的面內差異的百分比都變小，能提高所述溝槽型超級結面內均勻性。

6.如權利要求1所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：步驟二包括如下分步驟：

步驟21、在所述第一外延層表面形成硬質掩膜層；

步驟22、在所述硬質掩膜層表面涂布光刻膠，進行光刻工藝將所述溝槽的形成區域打開；

步驟23、以所述光刻膠為掩模對所述硬質掩膜層進行刻蝕，該刻蝕工藝將所述溝槽的形成區域的所述硬質掩膜層去除、所述溝槽外的所述硬質掩膜層保留；

步驟24、去除所述光刻膠，以所述硬質掩膜層為掩膜進行所述第一次刻蝕形成所述溝槽。

7.如權利要求6所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：所述硬質掩膜層由依次形成于所述第一導電類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。

8.如權利要求7所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：所述第一氧化層為熱氧化層，厚度為所述第二氮化硅層的厚度為所述第三氧化層的厚度為0.5微米～3微米。

9.如權利要求1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，所述第一外延層和所述第二外延層都為硅外延層。

10.如權利要求1所述的溝槽型超級結的制造方法，其特征在于：第一導電類型為N型，第二導電類型為P型；或者，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。