生長這一特征結合到溝槽的外延填充工藝中，以解決溝槽填充形成的超級結的器件所帶來的EMI問題。具體請參考如下的本發明實施例所做的詳細說明。
[0034]如圖2所示，是本發明實施例方法的流程圖；如圖3所示，是本發明實施例方法形成的超級結的結構示意圖。本發明實施例溝槽型超級結外延填充方法包括如下步驟:
[0035]步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成有N型外延層I。
[0036]步驟二、采用干法刻蝕工藝在所述N型外延層I中形成多個溝槽3。本發明實施例中，形成所述溝槽3包括如下分步驟:
[0037]步驟21、在所述N型外延層I表面形成硬質掩模層2。所述硬質掩模層2的組成材料為氧化層或氮化層。
[0038]步驟22、在所述硬質掩模層2表面涂布光刻膠，進行光刻工藝將所述溝槽3形成區域打開。
[0039]步驟23、以所述光刻膠為掩模對所述硬質掩模層2進行刻蝕，該刻蝕工藝將所述溝槽3形成區域的所述硬質掩模層2去除、所述溝槽3外的所述硬質掩模層2保留。
[0040]步驟24、去除所述光刻膠，以所述硬質掩模層2為掩模對所述N型外延層I進行刻蝕形成所述溝槽3。本發明實施例中，所述溝槽3的深度為30微米?50微米，在其他實施例中，所述溝槽3的深度也能為其他實際工藝所需要的值。
[0041]步驟三、采用外延生長中在所述溝槽3中填充P型外延層，由填充于所述溝槽3中的所述P型外延層組成P型薄層，由所述溝槽3之間的所述N型外延層I組成N型薄層，所述N型薄層和所述P型薄層交替排列組成超級結。
[0042]所述P型外延層的外延生長過程中通過向所述溝槽3中通入硼烷氣體實現P型摻雜;所述P型外延層由多個P型摻雜濃度不同的P型外延子層疊加形成，圖3中示意出了兩個P型外延子層，分別用標記4a和4b不出。
[0043]各所述P型外延子層的P型摻雜濃度通過調節所述硼烷氣體的通入速率調節，不同摻雜濃度的各所述P型外延子層使整個所述P型外延層形成層次結構，通過具有層次結構的所述P型外延層的設置來提高所述超級結的完全反偏的時間、降低開關速度，從而減少超級結器件的對外電磁干擾。
[0044]本發明實施例中，在保證所述P型外延層具有層次結構的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率以及時間占比隨機設定。由于各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率以及時間占比能隨機任意設定，這樣工藝實現起來非常簡單和方便。在其他實施例中，也能為:在保證所述P型外延層具有層次結構的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，將各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率設定為大小不同的值，時間占比根據對應的所述P型外延子層所需厚度設定;也即能夠根據超級結的其它需要來確定由于各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率以及時間占比，能和超級結的其它性能的提升很好的兼容。
[0045]本發明實施例中，所述外延生長的溫度為950°C;在其它實施例中所述外延生長的溫度也能為其它值。
[0046]以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成有N型外延層； 步驟二、采用干法刻蝕工藝在所述N型外延層中形成多個溝槽； 步驟三、采用外延生長中在所述溝槽中填充P型外延層，由填充于所述溝槽中的所述P型外延層組成P型薄層，由所述溝槽之間的所述N型外延層組成N型薄層，所述N型薄層和所述P型薄層交替排列組成超級結； 所述P型外延層的外延生長過程中通過向所述溝槽中通入硼烷氣體實現P型摻雜;所述P型外延層由多個P型摻雜濃度不同的P型外延子層疊加形成，各所述P型外延子層的P型摻雜濃度通過調節所述硼烷氣體的通入速率調節，不同摻雜濃度的各所述P型外延子層使整個所述P型外延層形成層次結構，通過具有層次結構的所述P型外延層的設置來提高所述超級結的完全反偏的時間、降低開關速度，從而減少超級結器件的對外電磁干擾。2.如權利要求1所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:在保證所述P型外延層具有層次結構的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率以及時間占比隨機設定。3.如權利要求1所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:在保證所述P型外延層具有層次結構的條件下，以及保證所述N型薄層和所述P型薄層的電荷平衡的條件下，將各所述P型外延子層的所述硼烷氣體的通入速率設定為大小不同的值，時間占比根據對應的所述P型外延子層所需厚度設定。4.如權利要求1所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:所述溝槽的深度為30微米?50微米。5.如權利要求1所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:步驟三中所述外延生長的溫度為950°C。6.如權利要求1所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:步驟二中形成所述溝槽包括如下分步驟: 步驟21、在所述N型外延層表面形成硬質掩模層； 步驟22、在所述硬質掩模層表面涂布光刻膠，進行光刻工藝將所述溝槽形成區域打開； 步驟23、以所述光刻膠為掩模對所述硬質掩模層進行刻蝕，該刻蝕工藝將所述溝槽形成區域的所述硬質掩模層去除、所述溝槽外的所述硬質掩模層保留； 步驟24、去除所述光刻膠，以所述硬質掩模層為掩模對所述N型外延層進行刻蝕形成所述溝槽。7.如權利要求6所述的溝槽型超級結外延填充方法，其特征在于:所述硬質掩模層的組成材料為氧化層或氮化層。
【專利摘要】本發明公開了一種溝槽型超級結外延填充方法，包括步驟：步驟一、提供一形成有N型外延層的半導體襯底。步驟二、在N型外延層中形成多個溝槽。步驟三、采用外延生長中在溝槽中填充具有層次結構的P型外延層，層次結構通過調節硼烷氣體通入速率實現。本發明能降低超級結形成的器件的開關速度、減少對外電磁干擾。
【IPC分類】H01L29/06, H01L23/552, H01L21/20
【公開號】CN105529355
【申請號】CN201610065771
【發明人】楊震, 徐丹, 王飛
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月29日