1.一種超級結(jié)，其特征在于，由2層以上的超級結(jié)子層疊加形成，各所述超級結(jié)子層形成于對應(yīng)的N型外延子層中且分別由P型子薄層和N型子薄層橫向交替排列組成； 各所述超級結(jié)子層對應(yīng)的N型外延子層中形成有子溝槽，各所述超級結(jié)子層的所述P型子薄層由填充所述子溝槽中P型外延子層組成，各所述超級結(jié)子層的所述N型子薄層由各所述子溝槽之間的N型外延子層組成； 各所述超級結(jié)子層的子溝槽在縱向上都對準(zhǔn)，各所述超級結(jié)子層的P型子薄層縱向疊加形成P型薄層，各所述超級結(jié)子層的N型子薄層縱向疊加形成N型薄層，由所述P型薄層和所述N型薄層橫向交替排列組成所述超級結(jié)； 利用各所述超級結(jié)子層之間N型外延子層的摻雜濃度和厚度、所述子溝槽的深度和所述P型外延子層的摻雜濃度都是單獨(dú)分開設(shè)置的特征，使得各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度具有層次結(jié)構(gòu)并用于提高所述超級結(jié)的完全反偏的時(shí)間、降低開關(guān)速度，從而降低超級結(jié)器件的對外電磁干擾性能。2.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)，其特征在于:在縱向上，各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽的深度小于等于所述N型外延子層的厚度，相鄰兩層的所述P型子薄層之間相接觸或者隔離有所述N型外延子層。3.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)，其特征在于:各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽具有相同的寬度且采用相同的光刻掩膜版定義。4.如權(quán)利要求1或3所述的超級結(jié)，其特征在于:各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽的寬度所能達(dá)到的最小值由所述子溝槽的深度和刻蝕工藝確定，在刻蝕工藝保持一定時(shí)，通過減少所述子溝槽的深度使所述子溝槽的寬度減少，從而降低所述超級結(jié)的N型薄層和P型薄層的寬度，降低所述超級結(jié)的導(dǎo)通電阻。5.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)，其特征在于:最底層的所述超級結(jié)子層對應(yīng)的N型外延子層形成于N型區(qū)熔硅上。6.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)，其特征在于:在保證各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度呈階梯式結(jié)構(gòu)的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，各所述超級結(jié)子層之間N型外延子層的摻雜濃度和厚度、所述子溝槽的深度和所述P型外延子層的摻雜濃度根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。7.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)，其特征在于:所述超級結(jié)應(yīng)用于超級結(jié)MOSFET器件中，所述超級結(jié)MOSFET器件的P型摻雜的體區(qū)形成于各所述P型薄層的頂部并延伸到相鄰的所述N型薄層中；在所述體區(qū)的表面形成有柵介質(zhì)層和多晶硅柵，所述柵介質(zhì)層和所述多晶硅柵還延伸到所述體區(qū)外的所述N型薄層表面，被所述多晶硅柵覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道，源區(qū)由形成于所述體區(qū)中的N+區(qū)組成，漏區(qū)由形成于所述超級結(jié)背面的N+區(qū)組成。8.如權(quán)利要求7所述的超級結(jié)，其特征在于:在所述多晶硅柵所覆蓋的所述N型薄層表面形成有N型摻雜的JFET區(qū)。9.如權(quán)利要求1或2所述的超級結(jié)，其特征在于:各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度的層次結(jié)構(gòu)為階梯式層次結(jié)構(gòu)。10.一種超級結(jié)的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、形成N型外延子層； 步驟二、采用光刻刻蝕工藝在所述N型外延子層中形成多個(gè)子溝槽； 步驟三、采用外延生長中在各所述子溝槽中填充P型外延子層，由各所述子溝槽中所述P型外延子層組成的P型子薄層、由各所述子溝槽之間的所述N型外延子層組成N型子薄層，由所述P型子薄層和所述N型子薄層交替排列組成所述超級結(jié)子層； 步驟四、重復(fù)I次以上的步驟一至三，在所述超級結(jié)子層上再形成I層以上的超級結(jié)子層，最終得到由2層以上的超級結(jié)子層疊加形成超級結(jié)； 各所述超級結(jié)子層的子溝槽在縱向上都對準(zhǔn)，各所述超級結(jié)子層的P型子薄層縱向疊加形成P型薄層，各所述超級結(jié)子層的N型子薄層縱向疊加形成N型薄層，由所述P型薄層和所述N型薄層橫向交替排列組成所述超級結(jié)； 利用各所述超級結(jié)子層之間N型外延子層的摻雜濃度和厚度、所述子溝槽的深度和所述P型外延子層的摻雜濃度都是單獨(dú)分開設(shè)置的特征，使得各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度具有層次結(jié)構(gòu)并用于提高所述超級結(jié)的完全反偏的時(shí)間、降低開關(guān)速度，從而降低超級結(jié)器件的對外電磁干擾性能。11.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:在縱向上，各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽的深度小于等于所述N型外延子層的厚度，相鄰兩層的所述P型子薄層之間相接觸或者隔離有所述N型外延子層。12.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽具有相同的寬度且采用相同的光刻掩膜版定義。13.如權(quán)利要求10或12所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:各所述超級結(jié)子層的所述子溝槽的寬度所能達(dá)到的最小值由所述子溝槽的深度和刻蝕工藝確定，在刻蝕工藝保持一定時(shí)，通過減少所述子溝槽的深度使所述子溝槽的寬度減少，從而降低所述超級結(jié)的N型薄層和P型薄層的寬度，降低所述超級結(jié)的導(dǎo)通電阻。14.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:最底層的所述超級結(jié)子層對應(yīng)的N型外延子層形成于N型區(qū)熔硅上。15.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:在保證各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度呈階梯式結(jié)構(gòu)的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，各所述超級結(jié)子層之間N型外延子層的摻雜濃度和厚度、所述子溝槽的深度和所述P型外延子層的摻雜濃度根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。16.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:步驟二中形成所述子溝槽包括如下分步驟: 步驟21、在所述N型外延子層表面形成硬質(zhì)掩模層； 步驟22、在所述硬質(zhì)掩模層表面涂布光刻膠，進(jìn)行光刻工藝將所述子溝槽形成區(qū)域打開； 步驟23、以所述光刻膠為掩模對所述硬質(zhì)掩模層進(jìn)行刻蝕，該刻蝕工藝將所述子溝槽形成區(qū)域的所述硬質(zhì)掩模層去除、所述子溝槽外的所述硬質(zhì)掩模層保留； 步驟24、去除所述光刻膠，以所述硬質(zhì)掩模層為掩模對所述N型外延子層進(jìn)行刻蝕形成所述子溝槽； 步驟三中采用選擇性外延生長工藝在各所述子溝槽中填充所述P型外延子層；之后去除所述硬質(zhì)掩模層;之后再采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對所述超級結(jié)子層表面進(jìn)行平坦化。17.如權(quán)利要求10所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:所述超級結(jié)應(yīng)用于超級結(jié)MOSFET器件中，在所述超級結(jié)形成之后還包括步驟: 形成所述超級結(jié)MOSFET器件的P型摻雜的體區(qū)，所述體區(qū)形成于各所述P型薄層的頂部并延伸到相鄰的所述N型薄層中； 在所述體區(qū)的表面形成柵介質(zhì)層和多晶硅柵，所述柵介質(zhì)層和所述多晶硅柵還延伸到所述體區(qū)外的所述N型薄層表面，被所述多晶硅柵覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道； 進(jìn)行N+注入在所述體區(qū)中形成源區(qū)；在所述超級結(jié)背面進(jìn)行N+注入形成漏區(qū)。18.如權(quán)利要求17所述的超級結(jié)的制造方法，其特征在于:在所述超級結(jié)形成之后和所述柵介質(zhì)層形成之前，還包括在所述N型薄層表面形成N型摻雜的JFET區(qū)的步驟。19.如權(quán)利要求10或11所述的超級結(jié)，其特征在于:各所述超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度的層次結(jié)構(gòu)為階梯式層次結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級結(jié)，由2層以上的超級結(jié)子層疊加形成，各超級結(jié)子層的N型外延子層中形成有子溝槽，P型子薄層由填充子溝槽中P型外延子層組成，N型子薄層由各子溝槽之間的N型外延子層組成；各超級結(jié)子層的子溝槽在縱向上都對準(zhǔn)，各P型子薄層縱向疊加形成P型薄層，各N型子薄層縱向疊加形成N型薄層；利用各超級結(jié)子層之間N型外延子層的摻雜濃度和厚度、子溝槽的深度和P型外延子層的摻雜濃度都是單獨(dú)分開設(shè)置的特征，使得各超級結(jié)子層之間的耗盡層寬度呈層次結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了一種超級結(jié)及其制造方法，本發(fā)明能降低超級結(jié)形成的器件的開關(guān)速度、降低超級結(jié)器件的對外電磁干擾性能。
【IPC分類】H01L29/06
【公開號】CN105720089
【申請?zhí)枴緾N201610086759
【發(fā)明人】馮海浪, 祝志敏, 王飛
【申請人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月16日