[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010166908.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113394097B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐大朋;薛忠營;羅杰馨;柴展
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新微技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 佟婷婷

1.一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

提供第一導(dǎo)電類型的第一基底，所述第一基底具有相對的第一表面和第二表面；

自所述第二表面刻蝕所述第一基底，以于所述第一基底中形成第一溝槽；

于所述第一溝槽中形成具有第二導(dǎo)電類型的第一柱結(jié)構(gòu)；

提供所述第一導(dǎo)電類型的第二基底，所述第二基底具有相對的第三表面和第四表面；

將所述第一基底的第二表面與所述第二基底的第四表面進行鍵合；

自所述第一表面去除部分所述第一基底，以顯露所述第一柱結(jié)構(gòu)，并得到第五表面；

自所述第五表面刻蝕所述第一基底及所述第一柱結(jié)構(gòu)，以于所述第一基底中形成第二溝槽，所述第二溝槽與所述第一溝槽對應(yīng)并相互連通，所述第二溝槽顯露所述第一柱結(jié)構(gòu)；

于所述第二溝槽中形成所述第二導(dǎo)電類型的第二柱結(jié)構(gòu)，且所述第二柱結(jié)構(gòu)與所述第一柱結(jié)構(gòu)相接觸，二者構(gòu)成聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在形成所述聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)后，還包括如下步驟：

自所述第五表面進行離子注入，以在所述聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)的頂部形成體接觸區(qū)；

在所述第五表面上形成柵氧化層，所述柵氧化層顯露部分所述體接觸區(qū)；

在所述柵氧化層表面形成柵極層；

自所述第五表面進行離子注入，以在所述體接觸區(qū)中形成源區(qū)，所述源區(qū)形成于所述柵氧化層的側(cè)部；

在所述柵極層表面及側(cè)壁形成層間電介質(zhì)層，所述層間電介質(zhì)層顯露部分所述源區(qū)；

在所述體接觸區(qū)、所述源區(qū)及所述層間電介質(zhì)層的表面形成正面金屬電極；

在所述第二基底的所述第三表面形成背面金屬電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一基底的形成包括：提供所述第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體襯底，并于所述第一半導(dǎo)體襯底上外延生長具有所述第一導(dǎo)電類型的第一外延層，且所述第一溝槽形成于所述第一外延層中；和/或，所述第二基底的形成包括：提供所述第一導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體襯底，并于所述第二半導(dǎo)體襯底上外延生長具有所述第一導(dǎo)電類型的第二外延層，其中，所述第二半導(dǎo)體襯底的表面構(gòu)成所述第三表面，所述第二外延層的表面構(gòu)成所述第四表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在將所述第一基底與所述第二基底進行所述鍵合之前包括對所述第一基底的第二表面及所述第二基底的第四表面中的至少一者進行等離子體活化處理的步驟，和/或，在進行所述鍵合之后，包括對鍵合后的結(jié)構(gòu)進行退火處理的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，去除部分所述第一基底得到所述第五表面后，得到第一高度的所述第一溝槽，其中，所述第二溝槽的深度小于所述第一高度且大于或等于所述第一高度的50％。

6.根據(jù)權(quán)利要求3 所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第二外延層的厚度與得到所述第五表面所去除的所述第一基底的厚度一致；所述第一柱結(jié)構(gòu)通過外延工藝形成，所述第二柱結(jié)構(gòu)通過外延工藝形成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)的最大寬度與最小寬度的差值小于所述第一溝槽的最大寬度與最小寬度的差值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一溝槽的截面形狀包括倒梯形，所述第二溝槽的截面形狀包括倒梯形，所述第二溝槽的底部邊緣與對應(yīng)位置的所述第一溝槽的邊緣相重合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一基底自下而上依次包括底層硅、絕緣層以及頂層硅，其中，所述第一溝槽形成于所述頂層硅中，且所述第一溝槽的深度與所述頂層硅的厚度相等。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，去除部分所述第一基底得到所述第五表面的步驟包括：通過研磨工藝去除所述底層硅，并通過選擇性腐蝕工藝去除所述絕緣層，以顯露所述第一柱結(jié)構(gòu)并得到所述第五表面。