本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法和一種超結(jié)型功率管。

背景技術(shù)：

在相關(guān)技術(shù)中，超結(jié)型場效應(yīng)晶體管(簡稱超結(jié)型功率管，主要包括N型襯底1、N型外延層2和多晶硅層3或離子注入?yún)^(qū)4)以其擊穿電壓高、功耗低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電路中，其中，緩沖層(P型或N型)與超結(jié)型場效應(yīng)晶體管的耐壓特性息息相關(guān)，通常采用深槽外延工藝、傾斜注入工藝和多步外延工藝等方法來制備緩沖層，上述方法存在以下缺點：

(1)如圖1所示，深槽外延工藝的工藝條件嚴苛，對進行深槽刻蝕過程有較高的要求，例如深槽的尺寸具有高度的均一性，深槽內(nèi)壁粗糙度極低，另外，直接在深槽內(nèi)淀積多晶硅耐壓層會產(chǎn)生極高的制造成本，不適于進行批量生產(chǎn)；

(2)如圖2所示，傾斜注入工藝的后續(xù)擴散會造成雜質(zhì)的高斯分布，因此造成注入不均勻，進而導(dǎo)致電荷不平衡以及器件可靠性差等問題；

(3)如圖3所示，多步外延工藝需要進行多次光刻和注入處理，因此對光刻設(shè)備的對準精度要求高，成品率低，不適合進行批量生產(chǎn)。

因此，如何設(shè)計一種超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法以保證超結(jié)型功率管的生產(chǎn)成本低和器件可靠性高成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出一種新的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法和一種超結(jié)型功率管。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法，包 括：在形成N型外延層的N型襯底上形成緩沖槽，所述緩沖槽的深度小于所述N型外延層的厚度，與所述緩沖槽接觸的所述N型外延層即構(gòu)成所述超結(jié)型功率管的導(dǎo)電溝道；在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層；在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，以完成所述超結(jié)型功率管的緩沖層的制備，其中，所述介質(zhì)層的表層在所述P型多晶硅層和所述N型外延層的感應(yīng)作用下產(chǎn)生空穴載流子以保證所述導(dǎo)電溝道內(nèi)電荷平衡。

在該技術(shù)方案中，通過在緩沖層內(nèi)形成介質(zhì)層，增強了超結(jié)型功率管的耐高壓特性，同時，由于介質(zhì)層在感應(yīng)作用下產(chǎn)生空穴載流子保證了電荷平衡，也即保證了超結(jié)型功率管的低功耗特性，從而避免了相關(guān)技術(shù)的高成本的缺點和器件可靠性差等問題。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成一層多晶硅層；對所述一層多晶硅層進行P型注入處理，并進行退火處理以形成一層P型多晶硅基層；根據(jù)所述緩沖槽的槽深進行至少一次P型多晶硅基層的制備，以形成所述P型多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過P型多晶硅層的淀積、注入和退火過程完成一層多晶硅基層的制備，以實現(xiàn)對介質(zhì)層的空穴載流子的感應(yīng)作用，具體地，為克服相關(guān)技術(shù)中的制作成本高和電荷不平衡的問題，可以多次重復(fù)進行P型多晶硅基層的制備，以形成滿足設(shè)計需求的P型多晶硅層，并且通過調(diào)節(jié)注入工藝的能量和劑量控制調(diào)節(jié)超結(jié)型功率管的耐壓參數(shù)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成一層多晶硅層；對所述一層多晶硅層進行P型注入處理；根據(jù)所述緩沖槽的槽深進行至少一次P型多晶硅基層的制備，以形成所述P型多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過P型多晶硅層的淀積和注入過程完成一層多晶硅基層的制備，以實現(xiàn)對介質(zhì)層的空穴載流子的感應(yīng)作用，具體地，為克服相關(guān)技術(shù)中的制作成本高和電荷不平衡的問題，可以多次重復(fù)進行P型多晶硅基層的制備，以形成滿足設(shè)計需求的P型多晶硅層，并且通過調(diào)節(jié) 注入工藝的能量和劑量控制調(diào)節(jié)超結(jié)型功率管的耐壓參數(shù)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，包括以下具體步驟：判斷所述P型多晶硅層的厚度是否大于或等于指定厚度；在判定所述P型多晶硅層的厚度大于或等于指定厚度時，去除所述掩膜層；對所述P型多晶硅層進行退火處理，以實現(xiàn)所述空穴載流子的激活。

在該技術(shù)方案中，通過一次退火處理對P型多晶硅層進行退火處理，降低了制作P型多晶硅層的復(fù)雜度，進一步地降低了加工超結(jié)型功率管的成本。

另外，通過判定多晶硅層的厚度大于或等于指定厚度，去除掩膜層，保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在所述緩沖槽的側(cè)壁和底壁形成所述介質(zhì)層，其中，所述介質(zhì)層為氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過化學(xué)氣相淀積工藝形成的介質(zhì)層，可以有效降低制備成本，提高了介質(zhì)層的厚度的均一性和可控性，工藝成熟，器件可靠性高。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層，包括以下具體步驟：采用熱氧化工藝在所述緩沖槽的側(cè)壁和底壁形成所述介質(zhì)層，其中，所述介質(zhì)層為氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過熱氧化工藝形成的介質(zhì)層，其致密度極高，且具備良好的絕緣性，能進一步地提高超結(jié)型功率管的耐壓特性和可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成N型外延層的N型襯底上形成緩沖槽前，包括以下具體步驟：通過外延生長工藝在所述N型襯底上形成所述N型外延層；在所述N型外延層上形成圖形化的掩膜層；通過圖形化的所述掩膜層對所述N型外延層進行刻蝕處理，以形成所述緩沖槽。

在該技術(shù)方案中，通過圖形化的掩膜層對N型外延層刻蝕處理以形成緩沖槽，簡化了緩沖層的制作步驟和制造成本，具體地，可以通過調(diào)節(jié)掩 膜層的材料和尺寸來控制緩沖槽的形貌和尺寸。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，去除所述掩膜層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)機械平坦化工藝對所述掩膜層進行平坦化處理，以去除所述掩膜層。

在該技術(shù)方案中，采用化學(xué)機械平坦化工藝去除掩膜層，更加有效地保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，進一步地降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，去除所述掩膜層，包括以下具體步驟：采用刻蝕工藝對所述形成所述掩膜層進行處理，以去除所述掩膜層。

在該技術(shù)方案中，采用刻蝕工藝去除掩膜層，更加有效地保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，更進一步地降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種超結(jié)型功率管，采用如上述任一項技術(shù)方案所述的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法制備而成。

通過以上技術(shù)方案，通過在緩沖層內(nèi)形成介質(zhì)層，增強了超結(jié)型功率管的耐高壓特性，同時，由于介質(zhì)層在感應(yīng)作用下產(chǎn)生空穴載流子保證了電荷平衡，也即保證了超結(jié)型功率管的低功耗特性，從而避免了相關(guān)技術(shù)的高成本的缺點和器件可靠性差等問題。

附圖說明

圖1至圖3示出了相關(guān)技術(shù)中的超結(jié)型功率管的制作方法；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法的示意流程圖；

圖5至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的超結(jié)型功率管的緩沖層的剖面示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不 沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法的示意流程圖。

如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法，包括：步驟401，在形成N型外延層的N型襯底上形成緩沖槽，所述緩沖槽的深度小于所述N型外延層的厚度，與所述緩沖槽接觸的所述N型外延層即構(gòu)成所述超結(jié)型功率管的導(dǎo)電溝道；步驟402，在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層；步驟403，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，以完成所述超結(jié)型功率管的緩沖層的制備，其中，所述介質(zhì)層的表層在所述P型多晶硅層和所述N型外延層的感應(yīng)作用下產(chǎn)生空穴載流子以保證所述導(dǎo)電溝道內(nèi)電荷平衡。

在該技術(shù)方案中，通過在緩沖層內(nèi)形成介質(zhì)層，增強了超結(jié)型功率管的耐高壓特性，同時，由于介質(zhì)層在感應(yīng)作用下產(chǎn)生空穴載流子保證了電荷平衡，也即保證了超結(jié)型功率管的低功耗特性，從而避免了相關(guān)技術(shù)的高成本的缺點和器件可靠性差等問題。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成一層多晶硅層；對所述一層多晶硅層進行P型注入處理，并進行退火處理以形成一層P型多晶硅基層；根據(jù)所述緩沖槽的槽深進行至少一次P型多晶硅基層的制備，以形成所述P型多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過P型多晶硅層的淀積、注入和退火過程完成一層多晶硅基層的制備，以實現(xiàn)對介質(zhì)層的空穴載流子的感應(yīng)作用，具體地，為克服相關(guān)技術(shù)中的制作成本高和電荷不平衡的問題，可以多次重復(fù)進行P型多晶硅基層的制備，以形成滿足設(shè)計需求的P型多晶硅層，并且通過調(diào)節(jié)注入工藝的能量和劑量控制調(diào)節(jié)超結(jié)型功率管的耐壓參數(shù)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成 P型多晶硅層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成一層多晶硅層；對所述一層多晶硅層進行P型注入處理；根據(jù)所述緩沖槽的槽深進行至少一次P型多晶硅基層的制備，以形成所述P型多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過P型多晶硅層的淀積和注入過程完成一層多晶硅基層的制備，以實現(xiàn)對介質(zhì)層的空穴載流子的感應(yīng)作用，具體地，為克服相關(guān)技術(shù)中的制作成本高和電荷不平衡的問題，可以多次重復(fù)進行P型多晶硅基層的制備，以形成滿足設(shè)計需求的P型多晶硅層，并且通過調(diào)節(jié)注入工藝的能量和劑量控制調(diào)節(jié)超結(jié)型功率管的耐壓參數(shù)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述介質(zhì)層的所述緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層，包括以下具體步驟：判斷所述P型多晶硅層的厚度是否大于或等于指定厚度；在判定所述P型多晶硅層的厚度大于或等于指定厚度時，去除所述掩膜層；對所述P型多晶硅層進行退火處理，以實現(xiàn)所述空穴載流子的激活。

在該技術(shù)方案中，通過一次退火處理對P型多晶硅層進行退火處理，降低了制作P型多晶硅層的復(fù)雜度，進一步地降低了加工超結(jié)型功率管的成本。

另外，通過判定多晶硅層的厚度大于或等于指定厚度，去除掩膜層，保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)氣相淀積工藝在所述緩沖槽的側(cè)壁和底壁形成所述介質(zhì)層，其中，所述介質(zhì)層為氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過化學(xué)氣相淀積工藝形成的介質(zhì)層，可以有效降低制備成本，提高了介質(zhì)層的厚度的均一性和可控性，工藝成熟，器件可靠性高。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述緩沖槽內(nèi)形成介質(zhì)層，包括以下具體步驟：采用熱氧化工藝在所述緩沖槽的側(cè)壁和底壁形成所述介質(zhì)層，其中，所述介質(zhì)層為氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過熱氧化工藝形成的介質(zhì)層，其致密度極高，且具備良好的絕緣性，能進一步地提高超結(jié)型功率管的耐壓特性和可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成N型外延層的N型襯底上形成緩沖槽前，包括以下具體步驟：通過外延生長工藝在所述N型襯底上形成所述N型外延層；在所述N型外延層上形成圖形化的掩膜層；通過圖形化的所述掩膜層對所述N型外延層進行刻蝕處理，以形成所述緩沖槽。

在該技術(shù)方案中，通過圖形化的掩膜層對N型外延層刻蝕處理以形成緩沖槽，簡化了緩沖層的制作步驟和制造成本，具體地，可以通過調(diào)節(jié)掩膜層的材料和尺寸來控制緩沖槽的形貌和尺寸。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，去除所述掩膜層，包括以下具體步驟：采用化學(xué)機械平坦化工藝對所述掩膜層進行平坦化處理，以去除所述掩膜層。

在該技術(shù)方案中，采用化學(xué)機械平坦化工藝去除掩膜層，更加有效地保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，進一步地降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，去除所述掩膜層，包括以下具體步驟：采用刻蝕工藝對所述形成所述掩膜層進行處理，以去除所述掩膜層。

在該技術(shù)方案中，采用刻蝕工藝去除掩膜層，更加有效地保證了緩沖層的平整度和結(jié)構(gòu)可靠性，更進一步地降低了超結(jié)型功率管的制造成本，有利于其實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

下面結(jié)合圖5至圖10，對根據(jù)本發(fā)明的實施例的超結(jié)型功率管的緩沖層制備過程的一種具體實施方式進行具體說明：

如圖5所示，在N型襯底1上依次形成N型外延層2和掩膜層5；

如圖6所示，對所述掩膜層5進行圖形化處理；

如圖7所示，對N型外延層2進行刻蝕處理以形成緩沖槽；

如圖8所示，在緩沖槽的側(cè)壁形成介質(zhì)層6(如氧化層等)；

如圖9所示，在形成介質(zhì)層6的緩沖槽內(nèi)形成P型多晶硅層7，通過P型多晶硅層7對介質(zhì)層6進行感應(yīng)以產(chǎn)生空穴；

如圖10所示，去除掩膜層6，并對形成緩沖層的N型襯底進行退火 處理以激活離子。

以上結(jié)合附圖詳細說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到如何設(shè)計一種超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法以保證超結(jié)型功率管的生產(chǎn)成本低和器件可靠性高的技術(shù)問題。因此，本發(fā)明提出了一種新的超結(jié)型功率管的緩沖層的制備方法和一種超結(jié)型功率管，通過在緩沖層內(nèi)形成介質(zhì)層，增強了超結(jié)型功率管的耐高壓特性，同時，由于介質(zhì)層在感應(yīng)作用下產(chǎn)生載流子保證了電荷平衡，也即保證了超結(jié)型功率管的低功耗特性，從而避免了相關(guān)技術(shù)的高成本的缺點和器件可靠性差等問題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。