The invention discloses a manufacturing method of super junction device, in which the structure of the cell area and the terminal area are formed simultaneously and comprises the steps of providing a semiconductor substrate with a first epitaxial layer formed on the surface. At the same time, lithography defines the groove forming area of the cell zone and the terminal zone, and etches the groove for the first time. Set the width and spacing of the second groove in the terminal zone, so that the second groove can be completely oxidized and filled by the subsequent oxidation process. The groove enlargement process includes step by step: forming sacrificial oxide layer; sacrificial oxide layer in the terminal area oxidizes the spacer area of the second groove completely and fills the second groove completely; removing sacrificial oxide layer in the original cell area to realize the enlargement of the first groove in the original cell area. The second epitaxial layer is filled in each first groove and superjunction is formed. The invention can improve the in-plane uniformity of the breakdown voltage and the breakdown voltage of the device, improve the productivity, and reduce the occupied area of the terminal area.
【技術實現步驟摘要】
超級結器件的制造方法
本專利技術涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種超級結器件的制造方法。
技術介紹
超級結為由形成于半導體襯底中的交替排列的P型薄層和N型薄層組成，利用P型薄層即P型柱(P-Pillar)和N型薄層即N型柱(N-Pillar)完成匹配形成的耗盡層來支持反向耐壓，具有超級結的產品是一種利用PN電荷平衡的體內降低表面電場(Resurf)技術來提升器件反向擊穿BV的同時又保持較小的導通電阻的器件結構如MOSFET結構。PN間隔的Pillar結構是超級結的最大特點。目前制作PN間即P型薄層和N型薄層間的柱(pillar)如P-Pillar結構主要有兩種方法，第一種是通過多次外延以及離子注入的方法獲得，第二種是通過深溝槽(trench)刻蝕以及外延填充(ERIFilling)的方式來制作。第二種方法中需要先在半導體襯底如硅襯底表面的N型摻雜外延層上刻蝕一定深度和寬度的溝槽，然后利用外延填充的方式在刻出的溝槽上填充P型摻雜的硅外延。如圖1是，現有溝槽型超級結的示意圖；在半導體襯底晶圓101的表面上形成有N型外延層102；通過光刻刻蝕工藝在N型外延層102中形成溝槽；通過外延填充工藝在溝槽中填充P型外延層103；最后通過化學機械研磨或回刻工藝去除溝槽外的P型外延層103后，由保留于溝槽中的P型外延層103作為P型薄層103，有溝槽之間的N型外延層102組成N型薄層102。在同一半導體襯底晶圓101上，包括了多個P型薄層103和N型薄層102的交替排列結構，一個P型薄層103和一個N型薄層102組成一個超級結單元。第二種方法制作超級結時，溝...
【技術保護點】
1.一種超級結器件的制造方法，其特征在于：超級結器件包括原胞區和終端區，原胞區和終端區的結構同時形成且包括如下步驟：步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成有具有第一導電類型的第一外延層；步驟二、采用光刻工藝定義同時定義出所述原胞區的第一溝槽的形成區域和所述終端區的第二溝槽的形成區域；對所述第一外延層進行第一次刻蝕從而在所述第一外延層中形成多個所述第一溝槽和多個所述第二溝槽；在所述終端區中，設置所述第二溝槽的寬度和所述第二溝槽之間的間隔，使所述終端區在后續的溝槽擴大工藝中的犧牲氧化層形成之后所述犧牲氧化層將所述第二溝槽的間隔區域全部氧化以及將所述第二溝槽完全填充；步驟三、進行溝槽擴大工藝，所述溝槽擴大工藝包括分步驟：步驟31、采用氧化工藝在所述第一溝槽和所述第二溝槽中同時形成犧牲氧化層；在所述終端區中，所述犧牲氧化層將所述第二溝槽的間隔區域全部氧化以及將所述第二溝槽完全填充；在所述原胞區中，所述犧牲氧化層將所述第一溝槽之間的間隔區域部分氧化實現對所述第一溝槽的擴大；步驟32、去除所述原胞區中的所述犧牲氧化層，實現對所述第一溝槽的擴大；步驟四、采用外延工藝在各所述第一溝槽中填充...
【技術特征摘要】
1.一種超級結器件的制造方法，其特征在于：超級結器件包括原胞區和終端區，原胞區和終端區的結構同時形成且包括如下步驟：步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成有具有第一導電類型的第一外延層；步驟二、采用光刻工藝定義同時定義出所述原胞區的第一溝槽的形成區域和所述終端區的第二溝槽的形成區域；對所述第一外延層進行第一次刻蝕從而在所述第一外延層中形成多個所述第一溝槽和多個所述第二溝槽；在所述終端區中，設置所述第二溝槽的寬度和所述第二溝槽之間的間隔，使所述終端區在后續的溝槽擴大工藝中的犧牲氧化層形成之后所述犧牲氧化層將所述第二溝槽的間隔區域全部氧化以及將所述第二溝槽完全填充；步驟三、進行溝槽擴大工藝，所述溝槽擴大工藝包括分步驟：步驟31、采用氧化工藝在所述第一溝槽和所述第二溝槽中同時形成犧牲氧化層；在所述終端區中，所述犧牲氧化層將所述第二溝槽的間隔區域全部氧化以及將所述第二溝槽完全填充；在所述原胞區中，所述犧牲氧化層將所述第一溝槽之間的間隔區域部分氧化實現對所述第一溝槽的擴大；步驟32、去除所述原胞區中的所述犧牲氧化層，實現對所述第一溝槽的擴大；步驟四、采用外延工藝在各所述第一溝槽中填充第二導電類型的第二外延層，由各所述第二外延層和位于所述地第一溝槽之間的所述第一外延層交替排列組成原胞區中的超級結；所述終端區的結構直接由步驟31中形成的所述犧牲氧化層組成。2.如權利要求1所述的超級結器件的制造方法，其特征在于：步驟二中，所述光刻工藝定義的所述第一溝槽的寬度為第一寬度，所述第一溝槽之間的間距為第二寬度，通過縮小所述第一寬度來改善所述第一次刻蝕形成的所述第一溝槽的結構參數；步驟三中，擴大后的所述第一溝槽具有第三寬度，擴大后的所述第一溝槽之間的間距具有第四寬度，所述第三寬度大于所述第一寬度，所述第三寬度和所述第四寬度的和等于所述第一寬度和所述第二寬度的和，所述擴大工藝在保證步驟二中改善的所述第一溝槽的結構參數不變條件下擴大所述第一溝槽的寬度，通過擴大所述第一溝槽的寬度來提高后續外延填充的便利性。3.如權利要求2所述的超級結器件的制造方法，其特征在于，步驟二中通過縮小所述第一寬度來改善所述第一次刻蝕形成的所述第一溝槽的結構參數包括：所述第一溝槽的側面傾角大小，所述第一溝槽的寬度的面內差異的絕對值，所述第一溝槽的側面傾角的面內差異的絕對值；所述第一寬度越小，所述第一溝槽的側面傾角越接近90度，所述第一溝槽的寬度的面內差異的絕對值越小，所述第一溝槽的側面傾角的面內差異的絕對值越小。4.如權利要求3所述的超級結器件的制造...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李昊，
申請(專利權)人：上海華虹宏力半導體制造有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31
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