[发明专利]自对准超结结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种自对准超结结构及其制备方法，包括如下步骤：1）提供一第一掺杂类型的衬底，并于第一掺杂类型的衬底的上表面形成第一掺杂类型的外延层；2）于第一掺杂类型的外延层的上表面形成第一本征外延层；3）于第一本征外延层内形成若干个平行间隔排布的沟槽；4）于沟槽相对两侧的第一本征外延层内分别形成第一掺杂类型区域及第二掺杂类型区域；5）于沟槽内形成第二本征外延层；6）将步骤5）得到的结构进行热退火处理。本发明的制备方法相较于现有技术，具有对沟槽线宽要求低、工艺规范宽、工艺兼容性好、产品参数稳定性高及制造成本低等优点。

技术领域

本发明涉及半导体结构技术领域，特别是涉及一种自对准超结结构及其制备方法。

背景技术

超结(Super Junction)结构采用交替的PN结结构取代单一导电类型材料作为漂移区，在漂移区引入了横向电场，使得器件漂移区在较小的关断电压下即可完全耗尽，击穿电压仅与耗尽层厚度及临界电场有关。因此，在相同耐压条件下，超结结构漂移区的掺杂浓度可以提高一个数量级，大大降低了导通电阻。

超结结构能够实现较高的击穿电压关键在于P区域和N区域的电荷平衡，当P区域和N区域的电荷平衡时超结结构可以得到较高的击穿电压，而当P区域和N区域的电荷失去平衡，则会导致击穿电压迅速降低。

目前，超结结构的形成方法为：先在衬底上形成N型(或P型)外延层，并在所述N型(或P型)外延层内形成沟槽；然后再在所述沟槽内形成P型(或N型)填充层以得到超结结构。然而，上述超结结构的制备方法为了实现P区域和N区域的电荷平衡，需要严格控制N型(或P型)外延层浓度、沟槽刻蚀宽度、P型(或N型)填充层浓度等关键参数，并要求这些参数之间相互匹配。然而，对上述关键参数控制要求严格，工艺难度大且工艺兼容性小，使得最终产品的参数波动比较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自对准超结结构及其制备方法，用于解决现有的超结结构的制备方法存在的N型(或P型)外延层浓度、沟槽刻蚀宽度、P型(或N型)填充层浓度等关键参数控制要求严格、工艺难度大且工艺兼容性小，使得最终产品的参数波动比较大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自对准超结结构的制备方法，所述自对准超结结构的制备方法包括如下步骤：

1)提供一第一掺杂类型的衬底，并于所述第一掺杂类型的衬底的上表面形成第一掺杂类型的外延层；

2)于所述第一掺杂类型的外延层的上表面形成第一本征外延层；

3)于所述第一本征外延层内形成若干个平行间隔排布的沟槽，所述沟槽自上至下贯穿所述第一本征外延层，且所述沟槽的底部延伸至所述第一掺杂类型的外延层内；

4)于所述沟槽相对两侧的第一本征外延层内分别形成第一掺杂类型区域及第二掺杂类型区域，所述第一掺杂类型区域及所述第二掺杂类型区域均自上至下贯穿所述第一本征外延层，所述第一掺杂类型区域内离子的电荷类型与所述第二掺杂类型区域内离子的电荷类型相反，且所述第一掺杂类型区域内的电荷总量与所述第二掺杂类型区域内的电荷总量相同；

5)于所述沟槽内形成第二本征外延层，所述第二本征外延层填满所述沟槽；

6)将步骤5)得到的结构进行热退火处理，以得到若干个沿平行于所述第一本征外延层上表面的方向交替排布的第一掺杂类型区域及第二掺杂类型区域。

优选地，步骤1)中，所述第一掺杂类型的衬底为重掺杂衬底。

优选地，步骤3)中，于所述第一本征外延层内形成若干个平行间隔排布的沟槽包括如下步骤：

3-1)于所述第一本征外延层的上表面形成掩膜层；

3-2)采用光刻刻蚀所述掩膜层，以在所述掩膜层内形成开口，所述开口定义出沟槽的形状及位置；