[发明专利]交替排列的P型和N型半导体薄层结构的制作方法及器件

权利要求书

1.一种交替排列的P型和N型半导体薄层结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在硅基片上，采用外延生长的方法生长交替排列的结构中横向尺寸小的半导体薄层；

步骤二、在步骤一所形成的半导体薄层中形成横向尺寸大的半导体薄层所需的沟槽；

步骤三、在所述沟槽中外延生长交替排列的结构中横向尺寸大的半导体薄层，填充所述沟槽；

步骤四、利用回刻或化学机械研磨进行沟槽表面平坦化，得到P型和N型交替排列的半导体薄层结构。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述小的半导体薄层，其横向尺寸为0.5-6微米；所述大的半导体薄层，其横向尺寸为小的横向尺寸的1-10倍。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤二所形成的沟槽，可以利用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者它们的组合做为刻蚀的掩膜。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述交替排列的P型和N型半导体薄层沿其垂直于硅基片表面方向上的掺杂杂质的浓度分布可以是P型和N型都是均匀的；也可以一种是均匀的，另一种是单调变化的；或者两种都是单调变化的。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤一外延生长时的温度为650℃至1200℃。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤三所述外延生长时的温度为650℃至到1200℃。

7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤三中所述外延生长可以是从沟槽侧壁和底部同时成长，也可以只从沟槽底部开始成长。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤三中所述外延生长是选择性的外延生长。

9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤三中所述外延生长的半导体薄层的杂质浓度按步骤一中外延生长的半导体薄层的杂质浓度进行实时微调。

10.一种按照权利要求1所述方法制作的超级结功率NMOSFET器件，其特征在于：交替排列的P型和N型半导体薄层中，P型半导体薄层的横向尺寸与N型半导体薄层的横向尺寸的比为1∶1到1∶10。

11.一种超级结功率NMOSFET器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在N+硅基片上外延生长N-外延层到1-10微米；

步骤2、在所述N-外延层上生长一层P型外延层；

步骤3、在所述P型外延层中形成沟槽，该沟槽将所述P型外延层刻穿，停留在所述N-外延层的表面；

步骤4、在所述沟槽中形成第二N-外延层，填充所述沟槽；

步骤5、利用回刻工艺或利用化学机械研磨完成沟槽表面平坦化，形成交替排列的P型和N型半导体薄层结构；交替排列的P型和N型半导体薄层中，P型半导体薄层的横向尺寸与N型半导体薄层的横向尺寸的比为1∶1到1∶10。

12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤1中形成的N-外延层的杂质浓度高于或等于步骤4中形成的第二N-外延层中邻近步骤1中N-外延层处的杂质浓度。

13.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤1中形成的N-外延层的杂质浓度可以是沿该N-外延层垂直方向变化的，也可以是均匀的。

14.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤1中形成的N-外延层的杂质浓度沿该N-外延层垂直方向上，浓度的最大值在靠近该N-外延层上表面0.5-2微米处。

15.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤3所形成的沟槽，可以利用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者它们的组合做为刻蚀的掩膜。

16.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：所述交替排列的P型和N型半导体薄层沿其垂直于N+硅基片表面方向上的掺杂杂质的浓度分布可以是P型和N型都是均匀的；也可以一种是均匀的，另一种是单调变化的；或者两种都是单调变化的。

17.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤1中所述外延生长时的温度为650℃至1200℃。

18.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于：步骤2中所述外延生长时的温度为650℃至1200℃。