[发明专利]一种超结器件的制造方法及超结器件

说明书

本发明公开了一种超结器件的制造方法及超结器件，其中，方法包括：以1～2um/min的单晶硅生长速度在第一类型衬底上外延生长n层第一类型的单晶硅层，以最多在n‑2层单晶硅层上形成与第一类型衬底上的第一光刻对位标记正对的第二光刻对位标记，且当n大于或等于4时，除最上层单晶硅层外，在任意相邻三层单晶硅层中的至少一层单晶硅层上形成第二光刻对位标记；根据第一光刻对位标记和第二光刻对位标记，对每层单晶硅层进行光刻，以留出至少两个离子注入窗口；通过离子注入窗口对每层单晶硅层进行第二类型离子注入；将n层单晶硅层经高温推阱，使离子注入区形成第二类型柱区。本发明简化了制程过程、节省了制程时间及降低了制造成本。

技术领域

本发明实施例涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种超结器件的制造方法及超结器件。

背景技术

功率半导体器件是功率集成电路系统中的核心部分之一，是构成电力电子变换装置的重要器件,其性能优劣直接影响功率集成系统产品的竞争力。击穿电压和导通电阻是功率半导体器件的关键指标，传统功率VDMOS器件的导通电阻和击穿电压存在2.5次方的关系，这种关系被人们称为“硅限”，这种“硅限”是器件功耗进一步降低的瓶颈。为此提出了超结原理，并研究出新型超结功率器件。超结VDMOS的漂移区由重掺杂的N型柱区和P型柱区所构成，所以它的导通电阻与击穿电压呈线性关系，比传统MOSFET的导通电阻降低了五分之一到二分之一。

与传统高压MOSFET相比较，超结MOS器件存在交替排列的深P型柱区和深N型柱区。对超结MOS器件来说，P型柱区的结深一般要在30um以上，而仅用传统的离子注入和高温退火的组合方法已不可行。目前，通常采用多次外延层生长工艺实现优质超结MOS器件的深P型柱区，但是，采用该工艺在外延生长多层单晶硅层的过程中，工艺气体流量为60～80slm，工艺温度为900～1100℃，使得单晶硅的生长速度大于4um/min，发明人发现，在该制备工艺下不同单晶硅层的晶格长度都会发生变化，在不同单晶硅层之间会发生晶格位错或倾斜，进而大大降低了不同单晶硅层之间的光的透射率，因此，在光刻单晶硅层时，必须在各层(最上层除外)单晶硅层上制备光刻对位标记，才能使各层单晶硅层精确对位，增加了工艺流程、工艺难度、制造成本及制程时间，降低了超结器件的良率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种超结器件的制造方法及超结器件，以简化制程过程、节省制程时间、降低制造成本及提高超结器件的良率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种超结器件的制造方法，包括：

以1～2um/min的单晶硅生长速度在第一类型衬底上外延生长n层第一类型的单晶硅层，以最多在n-2层单晶硅层上形成与所述第一类型衬底上的第一光刻对位标记正对的第二光刻对位标记，且当n大于或等于4时，除最上层单晶硅层外，在任意相邻三层单晶硅层中的至少一层单晶硅层上形成所述第二光刻对位标记；

根据所述第一光刻对位标记和所述第二光刻对位标记，对每层单晶硅层进行光刻，以留出至少两个离子注入窗口；

通过所述离子注入窗口对每层单晶硅层进行第二类型离子注入，以在n层单晶硅层中形成至少两个离子注入区；

将所述n层单晶硅层经高温推阱，使所述离子注入区形成第二类型柱区，且相邻两个所述第二类型柱区之间的单晶硅层为第一类型柱区。

进一步的，以1～2um/min的单晶硅生长速度在第一类型衬底上外延生长n层第一类型的单晶硅层，包括：

外延生长n层单晶硅层时，控制氢气流量在20～30slm，并控制单晶硅生长温度在1100～1200℃。

进一步的，当n大于或等于4时，除最上层单晶硅层外，在任意相邻三层单晶硅层中的至少一层单晶硅层上形成所述第二光刻对位标记，包括：