[發(fā)明專利]超結(jié)器件結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910361196.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110212015A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴展;羅杰馨;薛忠營(yíng);徐大朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海功成半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；

第一導(dǎo)電類型的外延層，形成于所述半導(dǎo)體襯底上；

多個(gè)第二導(dǎo)電類型區(qū)，形成于所述外延層中；多個(gè)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)在所述外延層中沿所述外延層的厚度方向及垂直于所述外延層的厚度的方向間隔排布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延層及所述第二導(dǎo)電類型區(qū)的材料包含硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底包含硅襯底。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)于所述外延層內(nèi)呈多行多列排布，多行所述第二導(dǎo)電類型區(qū)沿所述外延層的厚度方向間隔排布，位于同一行的多個(gè)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)沿垂直于所述外延層的厚度的方向間隔排布，相鄰兩行所述第二導(dǎo)電類型區(qū)錯(cuò)位排布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為n型且所述第二導(dǎo)電類型為p型；或所述第一導(dǎo)電類型為p型且所述第二導(dǎo)電類型為n型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述超結(jié)器件結(jié)構(gòu)還包括：

阱區(qū)，位于所述外延層內(nèi)，且位于最上層的所述第二導(dǎo)電類型區(qū)的頂部；

柵氧化層，位于所述外延層的上表面；

多晶硅柵，位于所述柵氧化層的上表面；

源區(qū)和接觸區(qū)，位于所述阱區(qū)內(nèi)；

層間電介質(zhì)層，位于所述多晶硅柵的表面及側(cè)壁；

正面金屬電極，位于所述阱區(qū)、所述源區(qū)、所述接觸區(qū)及所述層間電介質(zhì)層的表面；

背面金屬電極，位于所述半導(dǎo)體襯底遠(yuǎn)離所述外延層的表面。

7.一種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一導(dǎo)電類型的外延層及多個(gè)第二導(dǎo)電類型區(qū)，多個(gè)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)位于所述外延層內(nèi)，且在所述外延層中沿所述外延層的厚度方向及垂直于所述外延層的厚度的方向間隔排布。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，形成所述外延層及所述第二導(dǎo)電類型區(qū)的材料包含硅。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底包含硅襯底。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為n型且所述第二導(dǎo)電類型為p型；或所述第一導(dǎo)電類型為p型且所述第二導(dǎo)電類型為n型。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述外延層包括在所述外延層厚度方向上疊置的多層子外延層；在所述半導(dǎo)體襯底上外延生長(zhǎng)所述外延層時(shí)，形成多個(gè)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)的過(guò)程包括如下步驟：

a)在所述半導(dǎo)體襯底上外延生長(zhǎng)一層所述子外延層；

b)在上一步驟中得到的所述子外延層上進(jìn)行離子注入，以于所述子外延層內(nèi)形成一行第二導(dǎo)電類型區(qū)；

c)在上一步驟離子注入后的所述子外延層上外延生長(zhǎng)另一層的所述子外延層；

d)在上一步驟中形成的所述子外延層上進(jìn)行離子注入，以于所述外延層內(nèi)形成另一行第二導(dǎo)電類型區(qū)；相鄰兩行所述第二導(dǎo)電類型區(qū)錯(cuò)位排布。

e)重復(fù)步驟c)至步驟d)至少一次，直至所述外延層達(dá)到設(shè)定的厚度。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在形成所述外延層后，還包括對(duì)所述第二導(dǎo)電類型區(qū)進(jìn)行退火工藝的步驟。

13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超結(jié)器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在形成所述柱結(jié)構(gòu)后，還包括如下步驟：

通過(guò)離子注入工藝在所述外延層內(nèi)的位于最上層的所述第二導(dǎo)電類型區(qū)的頂部形成阱區(qū)；

在所述外延層的上表面形成柵氧化層和多晶硅柵；

通過(guò)離子注入工藝在所述阱區(qū)內(nèi)形成源區(qū)及接觸區(qū)；

在所述多晶硅柵的表面及側(cè)壁形成層間電介質(zhì)層；

在所述阱區(qū)及所述層間電介質(zhì)層的表面形成正面金屬電極；在所述半導(dǎo)體襯底遠(yuǎn)離所述外延層的表面形成背面金屬電極。