[发明专利]超级结及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种超级结，本发明还涉及该 超级结的制造方法。

背景技术

超级结MOSFET采用新的耐压层结构，利用一系列的交替排列的半导体P型薄层 和N型薄层组成的超级结来在截止状态下在较低电压下就将所述P型薄层和N型薄层 耗尽,实现电荷相互补偿,从而使P型薄层和N型薄层在高掺杂浓度下能实现高的击穿 电压，从而同时获得低导通电阻和高击穿电压,打破传统功率MOSFET理论极限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超级结，能减少沟槽填充中产生的缺陷， 提高产品的性能和良率。为此，本发明还提供一种超级结的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的超级结的中间区域为电流流动区，终端保护 区形成于所述电流流动区的周侧。

所述电流流动区包含多个平行排列的第一沟槽。

所述终端保护区包括多个环绕于所述电流流动区周侧的沟槽环，在俯视面上，各 所述沟槽环沿着从所述电流流动区的外侧边缘向外依次交替排列。

各所述沟槽环由四条边沟槽和四个角环绕而成；各所述沟槽环的第一边沟槽和第 三边沟槽都和所述第一沟槽平行，各所述沟槽环的第二边沟槽和第四边沟槽都和所述 第一沟槽垂直；各所述沟槽环的四个角的位置处相邻的两条边沟槽不连通而呈沟槽断 开式结构，使各所述沟槽环的各位置处沟槽都为直线式结构并消除具有转角的沟槽， 从而消除转角沟槽在外延填充时产生的应力缺陷。

所述第一沟槽和所述沟槽环都形成于第一导电类型外延层中，在所述第一沟槽和 所述沟槽环的四条边沟槽中都填充有第二导电类型外延层；所述第一导电类型外延层 形成于半导体衬底表面。

由填充于各所述第一沟槽中的第二导电类型外延层或各所述所述沟槽环的边沟 槽中的第二导电类型外延层组成第二导电类型薄层，由相邻的各所述第一沟槽或各所 述沟槽环之间所述第一导电类型外延层或组成第一导电类型薄层，所述第一导电类型 薄层和所述第二导电类型薄层交替排列组成超级结结构。

进一步的改进是，各所述沟槽环的四条边沟槽的宽度相等且都等于所述第一沟槽 的宽度，各所述沟槽环的四条边沟槽的深度相等且都等于所述第一沟槽的深度。

进一步的改进是，各所述沟槽环之间的间距相等且等于各所述第一沟槽的间距。

进一步的改进是，在各所述沟槽环的四个角的位置处相邻的两条边沟槽的不连通 宽度为各所述沟槽环之间的间距的0.5倍～5倍。

进一步的改进是，在各所述沟槽环的四个角的位置处相邻的两条边沟槽的不连通 宽度等于各所述沟槽环之间的间距。

进一步的改进是，最外侧的所述第一沟槽和最内侧的所述沟槽环的第一边沟槽或 第三边沟槽的间距等于各所述第一沟槽的间距。

进一步的改进是，最内侧的所述沟槽环的第二边沟槽或第四边沟槽和各所述第一 沟槽的顶端边缘之间的间距等于各所述第一沟槽的间距。

进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底，所述第一导电类型外延层为第一导 电类型硅外延层，所述第二导电类型外延层为第二导电类型硅外延层。

进一步的改进是，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，第一导电 类型为P型，第二导电类型为N型。

为解决上述技术问题，本发明提供的超级结的制造方法包括如下步骤：

步骤一、提供一半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成第一导电类型外延层。

步骤二、采用光刻刻蚀工艺在所述第一导电类型外延层中同时形成多个第一沟槽 和多个沟槽环。

超级结的中间区域为电流流动区，终端保护区形成于所述电流流动区的周侧。

各所述第一沟槽平行排列于所述电流流动区中。

各所述沟槽环环绕于所述电流流动区周侧并位于所述终端保护区中，在俯视面 上，各所述沟槽环沿着从所述电流流动区的外侧边缘向外依次交替排列。

各所述沟槽环由四条边沟槽和四个角环绕而成；各所述沟槽环的第一边沟槽和第 三边沟槽都和所述第一沟槽平行，各所述沟槽环的第二边沟槽和第四边沟槽都和所述 第一沟槽垂直；各所述沟槽环的四个角的位置处相邻的两条边沟槽不连通而呈沟槽断 开式结构，使各所述沟槽环的各位置处沟槽都为直线式结构并消除具有转角的沟槽， 用于消除转角沟槽在后续外延填充时产生的应力缺陷。