[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在形成超级结结构的p型半导体区和n型半导体区之间防止杂质的相互扩散的方法。

背景技术

具有超级结结构的半导体器件是已知的，其中，所述超级结结构通过重复p型半导体区和n型半导体区来形成。在此类半导体器件中，可能发生形成超级结结构的p型半导体区和n型半导体区中的杂质的相互扩散。这样的扩散可以导致半导体器件的特性的劣化。

为了消除这样的扩散，如图18所示，在专利文件1的半导体器件中的p型半导体区124和n型半导体区122之间形成绝缘膜(SiO₂)128。由此防止了P型半导体区124和n型半导体区122之间的杂质扩散。为了实现此结构，多个沟槽123被形成在n型Si晶体衬底中。沟槽123从n型Si晶体衬底的顶表面朝向底部延伸，并且在相邻沟槽之间保留预定距离的情况下被重复地布置。绝缘膜128被形成在沟槽123的内壁的整个表面上，形成在沟槽123的底部上的绝缘膜128随后被去除。接着，如粗体箭头所示，通过外延法从沟槽123的底部生长包含p型杂质的Si晶体。由此形成超级结结构。这类半导体器件在例如日本特开专利公布No.2005-142240中有描述。

在其中用于防止杂质扩散的膜是绝缘膜(SiO₂)的实例中，已知的是由于该绝缘膜为无定型态，所以难以使得Si晶体从绝缘膜外延生长。因此，必须进行用于使得Si晶体在被绝缘膜包围的沟槽中外延生长的工艺。例如，在前述的现有技术中，进行用于将绝缘膜128从沟槽123的底部去除的工艺，然后利用外延法，从已经去除了绝缘膜128的沟槽123的底部生长Si晶体。在现有技术中，从沟槽123的底部去除绝缘膜128的工艺是必须的。

本发明用于解决上述问题。

本发明公开了一种半导体器件和制造该半导体器件的方法，其中，形成超级结结构的p型半导体区和n型半导体区之间的杂质的相互扩散可以被防止，并且制造工艺可以被简化。

发明内容

根据本发明的半导体器件包括：超级结结构，其中沿至少一个方向重复布置成对的半导体区，所述成对的半导体区包括p型半导体区和n型半导体区。在这个超级结结构中，至少沿所述的方向重复布置Si_1-x-yGe_xC_y(0≤x＜1，0＜y＜1，0＜1-x-y＜1)晶体区，且Si晶体区布置在一对所述Si_1-x-yGe_xC_y晶体之间。

Si_1-x-yGe_xC_y晶体可以独立地通过晶体生长来形成。此外，Si_1-x-yGe_xC_y晶体可以通过Ge和C到Si晶体中的气相扩散来形成。此外，Si_1-x-yGe_xC_y晶体可以通过将Ge和C注入到Si晶体来形成。

此外，Si_1-x-yGe_xC_y晶体可以是p型、n型或者非掺杂型(i型)中的任何一种。

杂质在Si_1-x-yGe_xC_y晶体(0≤x＜1，0＜y＜1，0＜1-x-y＜1)中的扩散长度比杂质在Si晶体中的扩散长度小大约3个数量级。因此，如果通过重复布置Si晶体和Si_1-x-yGe_xC_y晶体的接合结构来形成超级结结构，可以防止形成超级结结构的p型半导体区和n型半导体区之间的杂质的相互扩散。例如，p型半导体区和n型半导体区都可以由Si晶体形成，而Si_1-x-yGe_xC_y晶体膜可以被布置在两者之间。在此实例中，Si_1-x-yGe_xC_y晶体膜充当防扩散膜。或者，p型半导体区和n型半导体区中的之一可以由Si晶体形成，而另一个区由Si_1-x-yGe_xC_y晶体形成。在此实例中，在由Si_1-x-yGe_xC_y晶体形成的区中的扩散速度较低，由此可以防止p型半导体区和n型半导体区之间的杂质的相互扩散。