[发明专利]半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

对所述衬底注入N型离子，以形成N型掺杂层；

刻蚀所述N型掺杂层，以形成多个至少贯穿所述N型掺杂层的开槽，所述开槽分割所述N型掺杂层以形成多个N型结构，其中，所述开槽的宽度小于所述N型结构的宽度；

在所述开槽内生长外延结构至至少与所述N型结构平齐，并在生长所述外延结构的同时，在所述外延结构中掺杂P型离子以形成多个P型结构，所述P型结构和所述N型结构交替排布；

形成所述P型结构的方法包括：

从所述开槽的底部开始生长外延结构，并在所述外延结构生长的过程中至少执行两次P离子扩散工艺，以在所述外延结构中掺杂P离子以形成P型结构，至少两次所述P离子扩散工艺在所述外延结构生长到不同预定高度时执行。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，形成多个至少贯穿所述N型掺杂层的开槽的方法包括：

在所述N型掺杂层上依次形成硬掩模材料层和光刻胶层，所述光刻胶层中形成有开口；

以所述光刻胶层为掩模刻蚀所述硬掩模材料层以形成硬掩模层，并以所述硬掩模层为掩模刻蚀所述N型掺杂层，且使所述开口至少延伸至所述N型掺杂层中以形成所述开槽。

3.如权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，刻蚀所述硬掩模层和所述N型掺杂层的方法为干法刻蚀，所述干法刻蚀的刻蚀气体对所述N型掺杂层和所述硬掩模层的刻蚀选择比大于10:1。

4.如权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述刻蚀气体包括：氢溴酸气体、氯气、氯化氢气体以及多卤素气体的混合气体。

5.如权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在形成光刻胶层之前，所述方法还包括：在所述硬掩模材料层上形成抗反射材料层；

以及，在刻蚀所述硬掩模层的同时，所述方法还包括：刻蚀所述抗反射材料层，以形成抗反射层并使所述开口延伸至所述抗反射层中。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述开槽的深度是所述开槽宽度的15～20倍。

7.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述预定高度等于每次生长的所述外延结构的高度的和。

8.如权利要求7所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，每次生长的所述外延结构的高度根据如下公式计算以获得：D＝(2n/(17-n))*H

其中，D表示：每次生长的所述外延结构的高度；

n表示：所述外延结构生长的次数，n为大于等于1且小于11的正整数；

H表示：所述开槽的深度。

9.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，掺杂P离子后的所述外延结构凸出所述N型结构，所述方法包括：

对掺杂P离子后的所述外延结构执行化学机械研磨工艺，以至少去除掺杂P离子后的所述外延结构凸出于所述N型结构顶表面的部分，以形成P型结构并使所述P型结构顶表面与所述N型结构顶表面平齐。