[發明專利]半導體器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202110736494.X
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113471234B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 薛廣杰
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

1.一種半導體器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供一襯底；

對所述襯底注入N型離子，以形成N型摻雜層；

刻蝕所述N型摻雜層，以形成多個至少貫穿所述N型摻雜層的開槽，所述開槽分割所述N型摻雜層以形成多個N型結構，其中，所述開槽的寬度小于所述N型結構的寬度；

在所述開槽內生長外延結構至至少與所述N型結構平齊，并在生長所述外延結構的同時，在所述外延結構中摻雜P型離子以形成多個P型結構，所述P型結構和所述N型結構交替排布；

形成所述P型結構的方法包括：

從所述開槽的底部開始生長外延結構，并在所述外延結構生長的過程中至少執行兩次P離子擴散工藝，以在所述外延結構中摻雜P離子以形成P型結構，至少兩次所述P離子擴散工藝在所述外延結構生長到不同預定高度時執行。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，形成多個至少貫穿所述N型摻雜層的開槽的方法包括：

在所述N型摻雜層上依次形成硬掩模材料層和光刻膠層，所述光刻膠層中形成有開口；

以所述光刻膠層為掩模刻蝕所述硬掩模材料層以形成硬掩模層，并以所述硬掩模層為掩模刻蝕所述N型摻雜層，且使所述開口至少延伸至所述N型摻雜層中以形成所述開槽。

3.如權利要求2所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，刻蝕所述硬掩模層和所述N型摻雜層的方法為干法刻蝕，所述干法刻蝕的刻蝕氣體對所述N型摻雜層和所述硬掩模層的刻蝕選擇比大于10:1。

4.如權利要求3所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括：氫溴酸氣體、氯氣、氯化氫氣體以及多鹵素氣體的混合氣體。

5.如權利要求2所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，在形成光刻膠層之前，所述方法還包括：在所述硬掩模材料層上形成抗反射材料層；

以及，在刻蝕所述硬掩模層的同時，所述方法還包括：刻蝕所述抗反射材料層，以形成抗反射層并使所述開口延伸至所述抗反射層中。

6.如權利要求1所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，所述開槽的深度是所述開槽寬度的15～20倍。

7.如權利要求1所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，所述預定高度等于每次生長的所述外延結構的高度的和。

8.如權利要求7所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，每次生長的所述外延結構的高度根據如下公式計算以獲得：D＝(2n/(17-n))*H

其中，D表示：每次生長的所述外延結構的高度；

n表示：所述外延結構生長的次數，n為大于等于1且小于11的正整數；

H表示：所述開槽的深度。

9.如權利要求1所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，摻雜P離子后的所述外延結構凸出所述N型結構，所述方法包括：

對摻雜P離子后的所述外延結構執行化學機械研磨工藝，以至少去除摻雜P離子后的所述外延結構凸出于所述N型結構頂表面的部分，以形成P型結構并使所述P型結構頂表面與所述N型結構頂表面平齊。