本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超結(jié)功率器件的制作方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過減小半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻來減小功率損耗的方法，是半導(dǎo)體領(lǐng)域中常用方法。

然而，由于半導(dǎo)體器件的擊穿電壓與導(dǎo)通電阻之間成反比關(guān)系，因此，當(dāng)導(dǎo)通電阻減小時(shí)，往往會(huì)對(duì)器件的擊穿電壓造成不利影響。為了解決這一問題，本領(lǐng)域引入了超結(jié)型功率器件，其包括位于器件有源區(qū)以下的交替的p型區(qū)和n型區(qū)。超結(jié)功率器件中交替的p型區(qū)和n型區(qū)在理想狀態(tài)下處于電荷平衡狀態(tài)，這些交替的p型區(qū)和n型區(qū)在反向電壓條件下相互耗盡，能夠?yàn)槠骷峁┹^好的耐擊穿性能。

但是，由于在現(xiàn)有制作工藝中體區(qū)的制作會(huì)經(jīng)過高溫驅(qū)入的過程，這會(huì)使p型區(qū)和n型區(qū)在高溫環(huán)境下發(fā)生互擴(kuò)散，導(dǎo)致p型區(qū)和n型區(qū)間的電荷分布不均，從而降低了器件的耐擊穿性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種超結(jié)功率器件的制作方法，用以解決傳統(tǒng)工藝中由于高溫驅(qū)入過程，所導(dǎo)致的p型柱與n型外延層之間的電荷不平衡的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的超結(jié)功率器件的制作方法，包括：

提供襯底，并在所述襯底的表面上生長(zhǎng)外延層；

在所述外延層上制作第一p型柱和第二p型柱，所述第一p型柱和第二p型柱相離設(shè)置；

在所述第一p型柱和所述第二p型柱的表面上進(jìn)行離子注入，以降低所述第一p型柱和所述第二p型柱表面上的離子濃度，所述離子注入的深度小于所述第一p型柱和第二p型柱的深度；

在所述第一p型柱和第二p型柱內(nèi)制作源區(qū)，所述源區(qū)的深度大于所述離子注入的深度，小于所述第一p型柱和所述第二p型柱的深度；

制作器件的柵氧化層、柵極、介質(zhì)層以及金屬層。

本發(fā)明實(shí)施例，通過在制作形成第一p型柱和第二p型柱后，對(duì)第一p型柱和第二p型柱的表面區(qū)域進(jìn)行離子注入，不但降低了第一p型柱和第二p型柱表面上的離子濃度，達(dá)到調(diào)節(jié)器件開啟電壓的目的，還省略了現(xiàn)有制作工藝中體區(qū)的制作工藝，避免了體區(qū)制作過程中，由于高溫驅(qū)入造成的p型柱與n型外延層之間的電荷不平衡的問題，提高了器件的耐壓性能，降低了器件的制作成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的超結(jié)功率器件的制作方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成第一p型柱和第二p型柱后器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中完成第一p型柱和第二p型柱表面上的離子注入后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成源區(qū)后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中步驟s105的執(zhí)行步驟流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成柵氧化層、柵極、介質(zhì)層以及金屬層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-襯底；20-外延層30-柵氧化層；

40-柵極；50-介質(zhì)層；60-金屬層；

21-第一p型柱；22-第二p型柱；23-注入?yún)^(qū)；

24-第一源區(qū)；25-第二源區(qū)；26-第三源區(qū)；

27-第四源區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書的術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟的過程或結(jié)構(gòu)的裝置不必限于清楚地列出的那些結(jié)構(gòu)或步驟而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程或裝置固有的其它步驟或結(jié)構(gòu)。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的超結(jié)功率器件的制作方法的流程示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的超結(jié)功率器件的制作方法，包括如下步驟：

步驟s101、提供襯底10，并在所述襯底10的表面上生長(zhǎng)外延層20。

具體的，本實(shí)施例中提供的襯底10，優(yōu)選為摻雜有n+離子的n型襯底。外延層20為摻雜有n-離子的n型外延層。本實(shí)施例中外延層的生長(zhǎng)方法與現(xiàn)有技術(shù)類似在這里不再贅述。

步驟s102、在所述外延層20上制作第一p型柱21和第二p型柱22，所述第一p型柱21和第二p型柱22相離設(shè)置。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成第一p型柱和第二p型柱后器件的結(jié)構(gòu)示意圖。具體的，圖2所示結(jié)構(gòu)的制作方法具體可以為：

首先，通過刻蝕工藝在外延層20上刻蝕第一溝槽和第二溝槽，其中，第一溝槽和第二溝槽的深度小于外延層20的深度。在形成第一溝槽和第二溝槽后，再通過外延工藝在第一溝槽內(nèi)形成摻雜有p+離子的第一p型柱21，并在第二溝槽內(nèi)形成摻雜有p+離子的第二p型柱22，最終形成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。其中，本實(shí)施例中所采用的刻蝕工藝和外延工藝，均與現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)工藝類似在這里不再贅述。

進(jìn)一步的，為了縮小器件的體積，節(jié)省器件的制作成本，本實(shí)施例中優(yōu)選將第一p型柱21和第二p型柱22之間的距離設(shè)置為傳統(tǒng)工藝中p型柱之間距離的0.5倍，將第一p型柱21和第二p型柱22的寬度設(shè)置為傳統(tǒng)工藝中p型柱寬度的1.2倍左右。比如傳統(tǒng)工藝中p型柱之間的距離為6微米，則實(shí)施例中將第一p型柱21和第二p型柱22之間的距離設(shè)置為3微米。傳統(tǒng)工藝中p型柱的寬度為5微米，則將第一p型柱21和第二p型柱22的寬度設(shè)置為6-7微米。

步驟s103、在所述第一p型柱21和所述第二p型柱22的表面上進(jìn)行離子注入，形成注入?yún)^(qū)23，以降低所述第一p型柱21和所述第二p型柱22表面上的離子濃度，所述離子注入的深度小于所述第一p型柱21和第二p型柱22的深度。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中完成第一p型柱和第二p型柱表面上的離子注入后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。具體的，圖3所示的可以通過自對(duì)準(zhǔn)注入工藝在第一p型柱21和第二p型柱22的表面上進(jìn)行離子注入，其中，注入的離子優(yōu)選為p-離子，所述p-離子的注入劑量?jī)?yōu)選為1×10¹⁴～8×10¹⁴，注入能量?jī)?yōu)選為50kev。

本實(shí)施例中，所采用的自對(duì)準(zhǔn)注入工藝與現(xiàn)有技術(shù)類似，在這里不再贅述。

步驟s104、在所述第一p型柱21和第二p型柱22內(nèi)制作源區(qū)，所述源區(qū)的深度大于所述離子注入的深度，小于所述第一p型柱和所述第二p型柱的深度。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成源區(qū)后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例中，第一p型柱21內(nèi)和第二p型柱22內(nèi)分別包含兩個(gè)源區(qū)，其中，第一p型柱21內(nèi)形成的源區(qū)為第一源區(qū)24和第二源區(qū)25，第二p型柱內(nèi)形成的源區(qū)分別為第三源區(qū)26和第四源區(qū)27。其中，第一源區(qū)24和第二源區(qū)30相離設(shè)置，第一源區(qū)24和第二源區(qū)25的深度大于注入?yún)^(qū)23的深度，小于所述第一p型柱21的深度。第三源區(qū)26和第四源區(qū)27相離設(shè)置，第三源區(qū)26和第四源區(qū)27的深度大于注入?yún)^(qū)23的深度，小于第二p型柱22的深度。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中，第一源區(qū)24、第二源區(qū)25、第三源區(qū)26和第四源區(qū)27，均可以通過自對(duì)準(zhǔn)注入工藝制作形成。自對(duì)準(zhǔn)注入的離子為n+離子。

本實(shí)施例中所采用的自對(duì)準(zhǔn)工藝與現(xiàn)有技術(shù)類似，在這里不再贅述。

步驟s105、制作器件的柵氧化層30、柵極40、介質(zhì)層50以及金屬層60。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中步驟s105的執(zhí)行步驟流程圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例中制作形成柵氧化層、柵極、介質(zhì)層以及金屬層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本實(shí)施例中步驟s105的執(zhí)行步驟包括：

步驟s1051、在所述器件的表面上依次生長(zhǎng)所述柵氧化層30和多晶硅層。

本步驟的執(zhí)行方式與現(xiàn)有技術(shù)類似在這里不再贅述。

步驟s1052、通過光刻工藝對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕，形成所述器件的柵極40。

具體的，首先在光刻膠的遮掩下對(duì)位于第一p型柱21和第二p型柱22表面上的部分區(qū)域的多晶硅層進(jìn)行刻蝕，在將所述區(qū)域上的多晶硅層完全刻蝕掉后，去除光刻膠，形成柵極40。

步驟s1053、在所述器件的表面上生長(zhǎng)所述介質(zhì)層50，并通過刻蝕工藝對(duì)所述介質(zhì)層50和所述柵氧化層30進(jìn)行刻蝕，形成位于所述第一p型柱21表面上方的第一接觸孔和位于所述第二p型柱22表面上方的第二接觸孔。

本步驟制作第一接觸孔和第二接觸孔的工藝與現(xiàn)有技術(shù)類似，在這里不再贅述。

步驟s1054、在所述器件的表面上淀積金屬，形成所述金屬層60。

本步驟中，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中金屬層的制作方法對(duì)金屬層60進(jìn)行制作，在這里不再贅述。

本實(shí)施例，通過在制作形成第一p型柱和第二p型柱后，對(duì)第一p型柱和第二p型柱的表面區(qū)域進(jìn)行離子注入，不但降低了第一p型柱和第二p型柱表面上的離子濃度，達(dá)到調(diào)節(jié)器件開啟電壓的目的，還省略了現(xiàn)有制作工藝中體區(qū)的制作工藝，避免了體區(qū)制作過程中，由于高溫驅(qū)入造成的p型柱與n型外延層之間的電荷不平衡的問題，提高了器件的耐壓性能，降低了器件的制作成本。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。