[发明专利]场阻断型半导体器件的制造方法和器件结构

权利要求书

1.一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为承担截止电压的半导体器件漂移区的掺杂类型；

步骤二、从减薄的所述硅片的背面进行第一导电类型的离子注入并形成所述场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度；

步骤三、在形成有所述场阻断层的所述硅片的背面形成沟槽，所述沟槽的深度小于所述场阻断层的厚度，所述沟槽的宽度大于0.1微米；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度；

步骤四、从形成有所述沟槽的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散；

步骤五、从所述硅片的背面方向在所述沟槽中填充第一种材料。

2.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于：所述第一导电类型为N型，步骤二中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。

3.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于：步骤三中所形成的所述沟槽的侧壁为垂直结构、或倾斜结构。

4.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于：步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。

5.一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为场阻断型半导体器件的漂移区的掺杂类型；

步骤二、在所述硅片的背面形成沟槽，各所述沟槽的宽度大于0.1微米，各相邻所述沟槽间的距离小于等于2倍的激光退火能达到的第一有效深度；所述沟槽的侧壁为倾斜结构；

步骤三、在形成有所述沟槽的所述硅片背面进行第一导电类型的离子注入并形成所述场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于所述第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度；

步骤四、从形成有所述场阻断层的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散；

步骤五、从所述硅片的背面方向在所述沟槽中填充第一种材料。

6.如权利要求5所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于：所述第一导电类型为N型，步骤三中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。

7.如权利要求5所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于：步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。