[发明专利]超级结半导体器件制造方法

权利要求书

1.一种超级结半导体器件制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供一硅片做衬底，在所述硅片上形成有N型硅外延层；

步骤二、在所述N型硅外延层表面形成硬掩膜层，采用光刻刻蚀形成第一光刻胶图形，由所述第一光刻胶图形定义出深沟槽的图案；以所述第一光刻胶图形为掩膜依次对所述硬掩膜层和所述N型硅外延层进行刻蚀形成所述深沟槽；去除所述第一光刻胶图形；

步骤三、采用选择性外延工艺在所述深沟槽内填充P型单晶硅，外延工艺同时在所述硬掩膜层表面形成P型多晶硅；

步骤四、采用化学机械研磨工艺方法去除所述硬掩膜层表面的P型多晶硅及部分所述硬掩膜层；由填充于所述深沟槽中的所述P型单晶硅形成P柱；由各所述P柱之间的所述N型硅外延层组成N型薄层，所述P柱和所述N型薄层组成交替排列的超级结结构；

步骤五、以剩余的所述硬掩膜层为掩模进行P型杂质注入并形成P型层，所述P型层自对准形成在各所述P柱的顶部，之后去除所述硬掩模层；所述P型层在后续热过程会扩散并延伸到对应的所述P柱的两侧的所述N型薄层中，由扩散后的所述P型层作为超级结半导体器件的终端区的P型体区。

2.如权利要求1所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于，还包括如下正面工艺步骤：

步骤六、形成场氧化层、栅氧、多晶硅栅、P型阱区、源区、层间膜、接触孔、正面金属和钝化层。

3.如权利要求2所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于，所述超级结半导体器件的多晶硅栅为沟槽栅结构，形成所述栅氧和所述多晶硅栅的步骤包括：

步骤61a、采用光刻刻蚀工艺形成第二光刻胶图形，所述第二光刻胶图形定义出栅沟槽的图案；以所述第二光刻胶图形为掩膜所述N型硅外延层进行刻蚀形成所述栅沟槽；去除所述第二光刻胶图形；

步骤62a、在所述栅沟槽的底部表面和侧面形成氧化层，由所述栅沟槽的侧面的氧化层组成所述栅氧；

步骤63a、在形成所述栅氧的所述栅沟槽中填充多晶硅形成所述多晶硅栅，所述 多晶硅栅从侧面覆盖所述P型阱区，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P型阱区的表面用于形成连接所述源区和所述N型硅外延层的沟道。

4.如权利要求2所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于，所述超级结半导体器件的多晶硅栅为平面栅结构，形成所述栅氧和所述多晶硅栅的步骤包括：

步骤61b、在所述N型硅外延层表面依次形成第一氧化层和第二多晶硅层；

步骤62b、采用光刻刻蚀工艺对依次对所述第二多晶硅层和所述第一氧化层进行刻蚀形成所述栅氧和所述多晶硅栅并组成所述平面栅结构；所述多晶硅栅从顶部覆盖所述P型阱区，被所述多晶硅栅顶部覆盖的所述P型阱区的表面用于形成连接所述源区和所述N型硅外延层的沟道。

5.如权利要求1所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于：在所述硅片上形成的所述N型硅外延层为20微米～70微米，电阻率范围为0.5欧姆·厘米～5欧姆·厘米。

6.如权利要求1所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于：所述深沟槽的深度为30微米～60微米。

7.如权利要求1所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于：所述硬掩膜层为氧化物；或者，所述硬掩膜层为氮化物；或者，所述硬掩膜层为氧化物和氮化物的组合。

8.如权利要求3所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于：步骤61a中所述栅沟槽的深度为1微米～6微米。

9.如权利要求1所述的超级结半导体器件制造方法，其特征在于：步骤五中所述P型层的P型杂质注入的注入剂量为1e12cm^-2～1e15cm^-2、注入能量为10Kev～60Kev、注入元素为二氟化硼或硼。