[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

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，制備方法包括：提供第一基底，并在其中形成第一柱結(jié)構(gòu)，將第一基底與第二基底鍵合，去除部分第一基底并在第一柱結(jié)構(gòu)對應(yīng)位置處形成第二柱結(jié)構(gòu)，第二柱結(jié)構(gòu)與第一柱結(jié)構(gòu)構(gòu)成聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在第一溝槽及第一柱結(jié)構(gòu)的制備的同時，引入了第二基底及第二溝槽，并形成第二柱結(jié)構(gòu)，得到聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)，從而可以第二溝槽改變第一溝槽的形貌，從而可以得到需要形狀的聯(lián)合柱結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)器件的需求，可以解決由于第一溝槽的形貌的限制所帶來的器件結(jié)構(gòu)中電荷不平衡的問題，改善了電場的重新分布，提高了器件的耐壓水平，提高器件性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代生活中，電能是一種經(jīng)濟實用且清潔可控的能源。對于電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，功率器件正扮演著越來越重要的角色。其中，超結(jié)器件(superjunction)突破了傳統(tǒng)硅基高壓器件中高耐壓與低電阻不可兼得的限制，實現(xiàn)了同時具備高耐壓和優(yōu)異導(dǎo)通的器件特性，是一種極具應(yīng)用前景的功率器件。

目前，制造超結(jié)器件過程中，需要在第一導(dǎo)電類型襯底上進行深溝槽刻蝕，并且填充理第二導(dǎo)電類型的材料，以達到電荷平衡的目的。理想情況下，深溝槽刻蝕的上下開口應(yīng)保持寬度一致，從斷面看為矩形，但是由于實際工藝水平的限制，刻蝕溝槽的寬度卻難以保證上下一致，往往呈現(xiàn)上部寬，下部窄的特性，即刻蝕存在一個角度。這一工藝的目的是實現(xiàn)兩種導(dǎo)電類型材料的電荷平衡，由于刻蝕角度的存在，溝槽上半部第二導(dǎo)電類型載流子濃度高于周邊第一導(dǎo)電類型載流子濃度，整體呈現(xiàn)第二導(dǎo)電類型的電學特性；在溝槽下半部，第二導(dǎo)電類型載流子濃度低于周邊漂移區(qū)第一導(dǎo)電類型載流子濃度，整體呈現(xiàn)第一導(dǎo)電類型電學特性。這一新的電荷不平衡條件的存在，將會影響縱向區(qū)域電場強度的分布。類比于傳統(tǒng)VDMOS的耐壓機理，這一不平衡條件引入了電場的重新分布，將降低器件的耐壓水平，進而降低器件性能。

因此，有必要提出一種新的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中溝槽周圍電荷不平衡的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，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)。

可選地，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；