[发明专利]沟槽栅超结器件的制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、形成沟槽栅，包括如下分步骤：

步骤11、提供第一导电类型的第一外延层，所述第一外延层中要求还未形成超结结构，采用光刻刻蚀工艺在所述第一外延层表面形成栅极沟槽；

步骤12、采用热氧化工艺在所述栅极沟槽的底部表面和侧面以及所述栅极沟槽外的所述第一外延层表面形成栅氧化层，利用所述第一外延层中未形成所述超结结构的特点，所述栅氧化层的热氧化工艺的温度能够得到不受所述超结结构的限制的增加并将所述栅氧化层的热氧化工艺的温度增加到能使所述栅极沟槽的底角和顶角都实现圆化，从而改善器件的漏电特性并有利于器件应用到更高的工作电压中；

步骤13、在所述栅极沟槽中填充多晶硅形成多晶硅栅，该多晶硅栅为所述沟槽栅；

步骤二、形成所述超结结构，包括如下分步骤：

步骤21、采用光刻刻蚀工艺在形成有所述沟槽栅的所述第一外延层中形成超结柱沟槽；在横向位置上，各所述超结柱沟槽位于相邻的两个所述栅极沟槽之间；各所述超结柱沟槽的深度大于各所述栅极沟槽的深度；

步骤22、在所述超结柱沟槽中填充第二导电类型的第二外延层，由填充于所述超结柱沟槽中的所述第二外延层组成第二导电类型柱，由所述超结柱沟槽之间的所述第一外延层组成第一导电类型柱，由所述第一导电类型柱和所述第二导电类型柱交替排列形成所述超结结构；利用形成所述超结结构之前所述沟槽栅已经形成的特点消除所述沟槽栅形成过程中的热过程对所述超结结构的PN杂质的扩散的影响，使得所述超结结构的掺杂以及步进能独立调节并通过调节所述超结结的掺杂和步进来降低器件的比导通电阻。

2.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：步骤一中在进行步骤12之前还包括如下步骤：

采用热氧化工艺在所述栅极沟槽的底部表面和侧面以及所述栅极沟槽外的所述第一外延层表面形成牺牲氧化层，之后采用湿法刻蚀工艺去除所述牺牲氧化层，从而增加对所述栅极沟槽的底角和顶角的圆化。

3.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：所述栅氧化层的热氧化工艺的温度为900℃～1150℃，所述栅氧化层的厚度为800埃～1200埃。

4.如权利要求2所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：所述牺牲氧化层的热氧化工艺的温度为1100℃～1200℃，所述牺牲氧化层的厚度为500埃～4000埃。

5.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：步骤13中的所述多晶硅栅的掺杂杂质采用在位掺杂形成；

步骤13中的所述多晶硅栅为单一掺杂；或者，所述多晶硅栅的和所述栅氧化层接触位置处的掺杂浓度小于所述多晶硅栅的和所述栅氧化层接触位置外的掺杂浓度。

6.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：沟槽栅超结器件的工作电压大于等于500V。

7.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：还包括形成第二导电类型阱区的步骤；所述第二导电类型阱区的结深小于等于所述栅极沟槽的深度，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述第二导电类型阱区的表面用于形成沟道；

所述第二导电类型阱区的形成步骤位于步骤一之后以及步骤二之前，能够防止所述第二导电类型阱区的热过程对所述超结结构的PN杂质的扩散的影响，利于调节器件的输入电容和输出电容特性；

或者，所述第二导电类型阱区的形成步骤位于步骤二之后进行，能防止所述第二导电类型阱区的杂质分布受到所述第二导电类型柱的影响，提高器件的一致性；

或者，所述第二导电类型阱区分两步形成，第一步形成第一阱区，第二步形成第二阱区，所述第一阱区的结深大于所述第二阱区的结深，所述第一阱区的掺杂浓度小于所述第二阱区的掺杂浓度，所述第一阱区的形成步骤位于步骤一之后以及步骤二之前，所述第二阱区的形成步骤位于步骤二之后进行，通过所述第一阱区调节器件的输入电容和输出电容特性，通过所述第二阱区提高器件的一致性。

8.如权利要求7所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：所述第二导电类型阱区的注入区域采用光刻定义或者为全面注入。