[发明专利]沟槽型超级结的制造方法

权利要求书

1.一种沟槽型超级结的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供一半导体衬底晶圆，在所述半导体衬底晶圆表面形成有第一导电类型外延层；

步骤二、采用光刻工艺定义出沟槽形成区域并将所述沟槽形成区域打开；

后续形成的各沟槽的顶部宽度由所述光刻工艺设定且各所述沟槽的顶部宽度的大小设定方法为：

利用刻蚀后位于所述半导体衬底晶圆的中间区域所述沟槽的侧面比位于所述半导体衬底晶圆的边缘区域所述沟槽的侧面更倾斜的特点并结合后续步骤三的刻蚀深度，通过所述光刻工艺的定义使位于所述半导体衬底晶圆的中间区域所述沟槽的顶部宽度大于位于所述半导体衬底晶圆的边缘区域所述沟槽的顶部宽度，并使刻蚀后位于所述半导体衬底晶圆的中间区域所述沟槽的沿宽度方向的断面面积和位于所述半导体衬底晶圆的边缘区域所述沟槽的沿宽度方向的断面面积的差值缩小并趋向于相等，从而提高所述沟槽的沿宽度方向的断面面积在所述半导体衬底晶圆的面内均匀性；

步骤三、对打开后的所述沟槽形成区域的所述第一导电类型外延层进行刻蚀形成所述沟槽；

步骤四、采用外延生长中在所述沟槽中填充第二导电类型外延层，由填充于所述沟槽中的所述第二导电类型外延层组成第二导电类型薄层，由各所述沟槽之间的所述第一导电类型外延层组成第一导电类型薄层，由所述第一导电类型薄层和所述第二导电类型薄层交替排列组成超级结；

各所述沟槽中的所述第二导电类型外延层的掺杂工艺条件相同，结合所述沟槽的沿宽度方向的断面面积的面内均匀性的特征使所述超级结的击穿电压的面内均匀性提高。

2.如权利要求1所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底晶圆为硅衬底晶圆，所述第一导电类型外延层为第一导电类型硅外延层，所述第二导电类型外延层为第二导电类型硅外延层。

3.如权利要求1或2所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：步骤二包括如下分步骤：

步骤21、在所述第一导电类型外延层表面形成硬质掩模层；

步骤22、在所述硬质掩模层表面涂布光刻胶，进行光刻工艺将所述沟槽形成区域打开；

步骤23、以所述光刻胶为掩模对所述硬质掩模层进行刻蚀，该刻蚀工艺将所述沟槽形成区域的所述硬质掩模层去除、所述沟槽外的所述硬质掩模层保留；

步骤24、去除所述光刻胶，由所述硬质掩模层将所述沟槽形成区域打开。

4.如权利要求3所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：所述硬质掩模层由依次形成于所述第一导电类型外延层表面的第一氧化层、第二氮化硅层和第三氧化层叠加而成。

5.如权利要求4所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：所述第一氧化层为热氧化层，厚度为100埃米～2000埃米；所述第二氮化硅层的厚度为100埃米～1500埃米；所述第三氧化层的厚度为0.5微米～3微米。

6.如权利要求1所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：结合所述沟槽的掺杂浓度和反向击穿电压的关系曲线，在步骤四中将各所述沟槽中的所述第二导电类型外延层的掺杂浓度设定为使所述半导体衬底晶圆的中间区域和边缘区域的超级结的反向击穿电压都取最大值时对应的值。

7.如权利要求1所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；所述半导体衬底晶圆为N型重掺杂。

8.如权利要求1所述的沟槽型超级结的制造方法，其特征在于：第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。