[发明专利]沟槽型超级结的制造方法

说明书

本发明公开了一种沟槽型超级结的制造方法，包括步骤：步骤一、提供表面形成有第一导电类型外延层的晶圆。步骤二、采用光刻工艺定义出沟槽形成区域，使位于晶圆的中间区域沟槽的顶部宽度大于位于边缘区域沟槽的顶部宽度。步骤三、对第一导电类型外延层进行刻蚀形成沟槽。步骤四、采用外延生长中在各沟槽中填充掺杂工艺条件相同的第二导电类型外延层。本发明能提高同一晶圆上的超级结器件的反向击穿电压的面内均匀性，以及能保证同一晶圆上的超级结器件的反向击穿电压的面内均匀性较好的条件下使超级结器的反向击穿电压提高。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种沟槽型超级结的制造方法。

背景技术

超级结为由形成于半导体衬底中的交替排列的P型薄层和N型薄层组成，利用P型薄层和N型薄层完成匹配形成的耗尽层来支持反向耐压。现有超级结的制造方法中包括沟槽型超级结的制造方法，这种方法是通过沟槽工艺制作超级结器件，需要先在半导体衬底如硅衬底表面的N型掺杂外延层上刻蚀一定深度和宽度的沟槽，然后利用外延填充(ERIFilling)的方式在刻出的沟槽上填充P型掺杂的硅外延。在沟槽的刻蚀中，同一半导体衬底晶圆中的不同区域的沟槽的形貌并不完全相同，而超级结器件的反向击穿电压受沟槽的形貌影响非常大，使得同一晶圆上的超级结器件的反向击穿电压的均匀性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽型超级结的制造方法，能提高同一晶圆上的超级结器件的反向击穿电压的面内均匀性，以及能保证同一晶圆上的超级结器件的反向击穿电压的面内均匀性较好的条件下使超级结器的反向击穿电压提高。

为解决上述技术问题，本发明提供的沟槽型超级结的制造方法包括如下步骤：

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。

进一步的改进是，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。

进一步的改进是，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。