溝槽型超級結的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種溝槽型超級結的制造方法。
【背景技術】
[0002]超級結為由形成于半導體襯底中的交替排列的P型薄層和N型薄層組成，現有超級結的制造方法中包括溝槽型超級結的制造方法，這種方法是通過溝槽工藝制作超級結器件，需要先在半導體襯底如硅襯底表面的N型摻雜外延層上刻蝕一定深度和寬度的深溝槽，然后利用外延填充(EPI Filling)的方式在刻出的深溝槽上填充P型摻雜的硅外延，并且要求填充區域具有完好的晶體結構，以便后續流程制作高性能的器件。利用深溝槽和外延填充的方法制作超級結器件，對于深溝槽刻蝕和外延填充都是一種挑戰，動輒大于10的深寬比，使得這種器件的制作非常困難，在提升器件的性能的同時一般都要求更高的工藝能力。
[0003]圖1所示是現有溝槽型超級結的制造方法形成的超級結在后續熱過程之后的結構示意圖；現有方法包括如下步驟:
[0004]步驟一、提供一半導體襯底如娃襯底I，在所述半導體襯底I表面形成有N型外延層
12ο
[0005]步驟二、采用光刻刻蝕工藝在N型外延層12中形成多個溝槽。
[0006]步驟三、采用外延生長在所述溝槽中填充P型外延層13，Ρ型外延層13會同時延伸到所述溝槽外部的所述N型外延層12表面。
[0007]步驟四、進行化學機械研磨工藝將溝槽外部的P型外延層13去除，溝槽區域內的P型外延層13和溝槽外部的表面相平，最后形成由填充于溝槽中的所述P型外延層10組成的P型薄層和由所述溝槽之間的所述N型外延層12組成N型薄層交替排列結構，該P型薄層和N型薄層交替排列的結構即為超級結。
[0008]超級結形成之后，后續需要制作超級結器件，后續超級結器件制作過程中會包括P型體區(Pbody)推進等一系列熱過程中，已制作完成的P型薄層也稱P型柱(P-Pillar)也會受到很大的推進，根據工藝不同，單邊推進量可能接近I微米，圖1中標記13a所示區域即為P型薄層13在后續熱過程后的硼向外橫向擴散到N型薄層12中的區域，現有方法形成的P型薄層13會產生較多的外擴，P型薄層13和N型薄層12之間的摻雜會互相抵消效應(counterdope)，最后會使得N型薄層12具有導電性能導電通道的有效寬度變窄，從而會損失器件性能，損失工藝能力。
[0009]深溝槽的角度對于器件性能有非常大的影響，目前市面流行產品的深溝槽角度在88?89度左右，如圖1所示。傾斜的深溝槽(Trench)對于器件反向擊穿電壓的提高不利。垂直角度的深溝槽不僅難以刻蝕，而且對于外延填充(EPI Filling)工藝形成很大的挑戰。

【發明內容】

[0010]本發明所要解決的技術問題是提供一種溝槽型超級結的制造方法，能使得P型柱的最終形貌變得垂直，有利于反向擊穿電壓BV的改善，而又不會帶來P型外延填充難度的提升。
[0011]為解決上述技術問題，本發明提供的溝槽型超級結的制造方法，其包括如下步驟:[00?2] —.在娃片的N型外延層表面形成ONO介質層；
[0013]二.利用光刻先定義出深溝槽的圖形，然后利用干法刻蝕將所述ONO介質層刻開；之后去除光刻膠，利用ONO介質層作為硬掩膜進行深溝槽的刻蝕，深溝槽上寬下窄，深溝槽的側壁同硅片表面的夾角在87?89.5度之間；之后淀積角度修正膜層；
[0014]三.分別對深溝槽兩側的側壁進行傾斜P型離子注入；
[0015]四.去除角度修正膜層及ONO介質層的上部氧化層及氮化層，保留ONO介質層的下部氧化層；
[0016]五.利用外延填充工藝，在所述深溝槽中填充P型外延層;之后去除深溝槽外部的P型外延層，去除ONO介質層的下部氧化層；
[0017]六.利用后續工藝流程匯總的熱過程激活步驟三注入的P型離子。
[0018]較佳的，步驟一中，N型外延層的厚度為15?60um。
[0019]較佳的，步驟一中，所述ONO介質層的氮化層上部氧化層厚度為100?2000埃，氮化層厚度為100?1500埃，氮化層下部氧化層厚度為0.5?3um。
[0020]較佳的，所述角度修正膜層為氧化硅膜層或氮化硅膜層。
[0021]較佳的，所述氧化硅膜層為TEOS0X。
[0022]較佳的，所述角度修正膜層的厚度為0.3?2um。
[0023]較佳的，步驟三中，對深溝槽兩側的側壁注入的P型離子為B。
[0024]較佳的，步驟四中，利用濕法去除角度修正膜層及ONO介質層的上部氧化層及氮化層。
[0025]較佳的，步驟五中，利用化學機械研磨工藝去除深溝槽外部的P型外延層，利用濕法去除ONO介質層的下部氧化層。
[0026]本發明的溝槽型超級結的制造方法，先在硅片的N型外延層(NEPI)中采用簡便的刻蝕工藝形成傾斜的深溝槽(Trench)，通過在深溝槽刻蝕完成后淀積(Dep)—層角度修正膜層，在深溝槽(Trench)側壁形成一層保護膜層。本發明的溝槽型超級結的制造方法，利用填充性能較差的角度修正膜層在側壁上形成的上厚下薄的特點，通過P型離子注入，將改善后較為垂直的P型柱(P-Pillar)形貌保持在N型外延層(NEPI)中，然后再取出該角度修正膜層，進行正常的P型外延填充，使得P型柱(P-Pillar)的最終形貌變得垂直，有利于反向擊穿電壓BV的改善，而又不會帶來P型外延填充難度的提升。
【附圖說明】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
[0028]圖1是現有溝槽型超級結的制造方法形成的超級結在后續熱過程之后的結構示意圖；
[0029]圖2是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例形成ONO介質層示意圖；
[0030]圖3是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例深溝槽刻蝕并淀積角度修正膜層示意圖；[0031 ]圖4是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例對深溝槽兩側的側壁進行P型離子注入示意圖；
[0032]圖5是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例去除角度修正膜層及上部氧化層、氮化層示意圖；
[0033]圖6是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例填充P型外延層示意圖；
[0034]圖7是本發明的溝槽型超級結的制造方法一實施例制造的溝槽型超級結的P型柱形貌示意圖。
【具體實施方式】
[0035]實施例一
[0036]溝槽型超級結的制造方法，包括以下步驟:
[0037]一.在娃片的1^型外延層(肥？1)12表面形成0勵((^丨(16-祖1:1