專利名稱：超級(jí)結(jié)制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種超級(jí)結(jié)的制作方法。
背景技術(shù)：
超級(jí)結(jié)功率器件是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型功率半導(dǎo)體器件。它是在普通雙擴(kuò)撒金屬氧化物半導(dǎo)體(DMOS)的基礎(chǔ)上引入超級(jí)結(jié)(Super Junction)結(jié)構(gòu)；除了具備DMOS輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、易電壓控制、熱穩(wěn)定好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、易于集成等特點(diǎn)外，還克服了 DMOS的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓成2. 5次方關(guān)系增加的缺點(diǎn)。目前超級(jí)結(jié)DMOS已廣泛應(yīng)用于面向個(gè)人電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、手機(jī)、照明(高壓氣體放電燈)產(chǎn)品以及電視機(jī)(液晶或等離子電視機(jī))和游戲機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的電源或適配器。目前超級(jí)結(jié)功率器件的制備工藝方法主要分成兩大類，一類是利用多次外延和注入的方式在N型外延襯底上形成P型柱；另一類是采用深溝槽刻蝕加P型柱填充的方式形成。在利用深溝槽加P型柱填入方式制備超級(jí)結(jié)的工藝方法中，填充P型柱的雜質(zhì)濃度通常是均一的。為了改善器件的雪崩擊穿能量，需要改善P型柱頂端的濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超級(jí)結(jié)制作方法，能夠改善器件的耐雪崩擊穿能力。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的超級(jí)結(jié)制作方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，在深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅且形成P型柱之后，利用定義所述深溝槽的光罩層定義出離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子。

本發(fā)明在深溝槽加P型柱填入方式制備超級(jí)結(jié)的工藝方法基礎(chǔ)上，在P型柱形成之后通過離子注入提高P型柱頂端的離子摻雜濃度，可以降低P阱區(qū)的電阻，并最終改善器件的雪崩擊穿能力，同時(shí)維持器件的其它電性能不變，如擊穿電壓和導(dǎo)通電阻等。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是N型外延硅片示意圖；圖2是P阱形成示意圖；圖3是深溝槽形成示意圖；圖4是深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅示意圖；圖5是P型柱形成示意圖；圖6是注入P型離子示意圖；圖7是去除光刻膠后的示意圖；圖8是柵極形成示意圖；圖9是源極和接觸孔形成示意圖10是最終形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在一實(shí)施例中，所述超級(jí)結(jié)制作方法工藝流程如下如圖1所示，準(zhǔn)備一片帶有足夠厚度的N型外延硅片做襯底硅片。該襯底硅片由襯底2和在襯底2上端生長(zhǎng)的N型外延層3構(gòu)成。N型外延層3的電阻率較高，通常是5ohm.cm,而襯底2電阻率低,大約為I 5mohm. cm。N型外延層3的厚度由器件設(shè)計(jì)的耐壓值所決定。如圖2所示，在所述N型外延硅片上端中利用光罩層定義出需要P阱5注入的區(qū)域，然后利用高溫退火工藝將P阱注入進(jìn)行推進(jìn)。如圖3所示，通過一層光罩層定義出深溝槽9的圖案，采用干法刻蝕的方法，形成一定深度的深溝槽9，其深度可以根據(jù)器件的擊穿電壓來決定。干法刻蝕深溝槽9時(shí)可以采用帶氧化物層作為硬光罩層(Hard mask)，首先刻蝕硬光罩層，然后再刻蝕深溝槽9。或者不用硬光罩層，直接刻蝕形成深溝槽9。如圖4所示，采用選擇性外延填充方式，在深溝槽9內(nèi)填充P型單晶硅，形成P型柱4。如圖5所示，采用CMP (化學(xué)機(jī)械研磨)方法將襯底硅片表面P型多晶硅去除。如圖6所示，在襯底硅片表面涂覆光刻膠，利用定義深溝槽9的光罩層定義離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子，如硼等；注入能量約為50-100Kev，注入劑量約為1-5E12，從而使深溝槽頂部的P型外延8摻雜濃度提高.如圖7所示，去除光刻膠，同時(shí)利用濕法刻蝕去除襯底硅片表面的氧化物。如圖8所不,依次沉積一層氧化娃和多晶娃作為柵極,然后通過光刻和刻蝕工藝形成柵極7如圖9所示，利用離子注入形成源極6，隨后形成接觸孔10。如圖10所示，等器件制備的所有工藝進(jìn)行完后，再進(jìn)行襯底硅片背面減薄和蒸金，在襯底硅片背面形成漏極I。

以上通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超級(jí)結(jié)制作方法，其特征在于在深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅且形成P型柱之后，利用定義所述深溝槽的光罩層定義出離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述注入P型離子的能量為50-100Kev，注入劑量為1-5E12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述P型柱采用選擇性外延沉積的方式在所述深溝槽中填充P型單晶硅形成，然后用化學(xué)機(jī)械研磨CMP方法將其表面磨平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述深溝槽是通過一層光罩層定義出深溝槽的圖案，采用干法刻蝕形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述干法刻蝕深溝槽時(shí)可以采用氧化物層作為硬光罩層，首先刻蝕硬光罩層，然后再刻蝕深溝槽；或者不用硬光罩層，直接刻蝕形成深溝槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級(jí)結(jié)制作方法，在深溝槽內(nèi)填充P型單晶硅且形成P型柱之后，利用定義所述深溝槽的光罩層定義出離子注入?yún)^(qū)域，然后注入P型離子。本發(fā)明通過改善超級(jí)結(jié)的制造工藝流程，在P型柱形成之后，在P型柱頂端增加一步離子注入，從而增加P型柱頂端的離子摻雜濃度，改善P阱區(qū)的電阻，優(yōu)化器件的耐雪崩擊穿能力。
文檔編號(hào)H01L21/266GK103050408SQ201210174799
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者劉遠(yuǎn)良 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司