專利名稱：一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，在已知作為功率MOSFET的一類器件中，一般通過減少M(fèi)OSFET器件的導(dǎo)通電阻來降低功率損耗，而擊穿電壓表征MOSFET器件在反向電壓條件下的耐擊穿能力。由于導(dǎo)通電阻隨擊穿電壓的上升而指數(shù)上升，所以為了在提高耐壓的基礎(chǔ)上降低導(dǎo)通電阻，將超結(jié)引入功率M0SFET，如圖1所示，超結(jié)功率MOSFET包括位于功率MOSFET有源區(qū)的交替出現(xiàn)的P柱區(qū)3’和N柱區(qū)2’，形成PN柱形結(jié)構(gòu)，所述PN柱形結(jié)構(gòu)通過在η-外延層2中形成，所述η-外延層2形成在η+半導(dǎo)體襯底I之上。同時(shí)，超結(jié)功率MOSFET在η-外延層2上還包括柵疊層5、覆蓋柵疊層5的金屬層6和η-外延層2表面的氧化層7，所述柵疊層5包括柵氧化層51和柵極52。對(duì)于普通的均勻摻雜η-外延層2來說，功率MOSFET中交替的P柱區(qū)和N柱區(qū)處于理想的電荷平衡狀態(tài)(CpWp = CnWn,其中Cp和Cn分別表示P柱區(qū)和N柱區(qū)的摻雜濃度，而Wp和Wn分別表示與摻雜濃度相對(duì)應(yīng)的柱區(qū)的寬度)，當(dāng)所述PN柱形結(jié)構(gòu)在器件處于反向阻斷狀態(tài)時(shí)，這些區(qū)在反向電壓條件下可以橫向相互耗盡，降低電場(chǎng)，從而提聞耐壓。為了獲得高性能的超結(jié)功率M0SFET，其工藝實(shí)現(xiàn)的難度較大。常規(guī)“超結(jié)”結(jié)構(gòu)是采用多次外延，多次注入工藝形成η-外延層3Χ (X代表外延或者離子注入的序數(shù))和離子注入?yún)^(qū)域2Χ，如圖2a ;然后經(jīng)過退火工藝擴(kuò)散形成P柱區(qū)3’和N柱區(qū)2’，如圖2b。由于功率MOSFET耐壓越高，所需縱向P柱區(qū)3’和N柱區(qū)2’越深，因而制作深P柱區(qū)3’和N柱區(qū)2’外延注入的次數(shù)越多，工藝難度越大，成本越高，且難以形成窄條形狀，導(dǎo)通電阻也無法減小。 為了降低工藝難度、節(jié)省成本獲得高性能的超結(jié)功率M0SFET，常規(guī)“超結(jié)”結(jié)構(gòu)還可以采用溝槽填充(trench-refilled)工藝:形成η+半導(dǎo)體襯底I ;在η+半導(dǎo)體襯底I上形成η-外延層2 ;在η-外延層2上刻蝕槽型結(jié)構(gòu)；在槽型結(jié)構(gòu)中填充P型硅形成P柱。然而，在實(shí)際的制造過程中，trench-refilled工藝為了保證刻槽后的P型娃能夠順利填充，通常溝槽本身會(huì)有一定的角度，如圖3所示，因此在溝槽斜角的作用下，溝槽結(jié)構(gòu)填充完成之后的P柱區(qū)3’的垂直剖面結(jié)構(gòu)為倒梯形，其上方表面處寬、底部窄。P柱區(qū)3’的上方表面處和底部的P劑量分別用CPWP__和CPWP_b()tt(M表示，在N柱區(qū)2’的上方表面處和底部的N劑量分別用CNWN__和CNWN_b(rtt(M表示。由于所述溝槽斜角造成了 P柱區(qū)3’的上方表面劑量較高而底部劑量較少；而N柱區(qū)2’在表面劑量較少而底部劑量較高，從而使CPWP__ >^Ν^Ν- ορ' Cpffp_bottom〈 CNffN_bottom, 造成PN柱結(jié)構(gòu)表面和底部的電荷不平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，既能降低制造工藝難度、控制成本，在提高耐壓的基礎(chǔ)上降低導(dǎo)通電阻，又能保證半導(dǎo)體裝置中交替出現(xiàn)的第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)處于電荷平衡狀態(tài)。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，包括:在水平方向交替排列的第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)；其中所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增，所述第二摻雜柱區(qū)的側(cè)壁形成一倒梯形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體裝置包括:半導(dǎo)體襯底和外延結(jié)構(gòu)；其中，所述外延結(jié)構(gòu)位于所述半導(dǎo)體襯底之上，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增；所述第二摻雜柱區(qū)形成于所述外延結(jié)構(gòu)中，所述第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為所述第一摻雜柱區(qū)?？蛇x的，所述外延結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為由下至上依次連續(xù)遞增的梯形分布?？蛇x的，所述外延結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)外延層，每個(gè)所述外延層的摻雜濃度為均勻分布，并按照由下至上的次序?qū)⒚總€(gè)所述外延層的摻雜濃度依次遞增。進(jìn)一步的，所述第二摻雜柱區(qū)和所述第一摻雜柱區(qū)形成具有條形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或蜂窩式結(jié)構(gòu)的水平橫面結(jié)構(gòu)，其中，在所述蜂窩式結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜柱區(qū)環(huán)繞所述第二摻雜柱區(qū)。為了達(dá)到本發(fā)明的另一方面，還提供一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟:形成第一摻雜柱區(qū)，所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增；形成倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)，并注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)，其中所述第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)在水平方向交替排列。進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括:提供一半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)一外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度由下至上依次遞增；沿所述外延結(jié)構(gòu)的頂部向所述半導(dǎo)體襯底刻蝕，在所述外延結(jié)構(gòu)中形成間隔互相分開的所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)；向所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)中注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)；所述第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為所述第一摻雜柱區(qū)?？蛇x的，所述外延結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為由下至上依次遞增的梯形分布?？蛇x的，所述外延結(jié)構(gòu)包括:在所述半導(dǎo)體襯底上依次生長(zhǎng)至少兩個(gè)外延層，每個(gè)所述外延層的摻雜濃度為均勻分布，并按照由下至上的次序?qū)⒚總€(gè)所述外延層的摻雜濃度依次遞增。進(jìn)一步的，所述第二摻雜柱區(qū)和所述第一摻雜柱區(qū)形成具有條形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或蜂窩式結(jié)構(gòu)的水平橫面結(jié)構(gòu)，其中，在所述蜂窩式結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜柱區(qū)環(huán)繞所述第二摻雜柱區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，其中第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增，而第二摻雜柱區(qū)的側(cè)壁為倒梯形結(jié)構(gòu)與之對(duì)應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度由下至上依次遞增，也就是說，外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度形成了梯度，然后在外延結(jié)構(gòu)中形成下窄上寬的第二摻雜柱區(qū)，第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為第一摻雜柱區(qū)。這樣構(gòu)成的超結(jié)結(jié)構(gòu)在每個(gè)深度處都能夠獲得電荷平衡，從而在同等摻雜濃度下可以獲得更大的擊穿電壓。


圖1為常規(guī)具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的截面示意圖；圖2a為多次外延，多次注入工藝的示意圖；圖2b為圖2a所示的工藝經(jīng)過退火后擴(kuò)散形成的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的示意圖；圖3為溝槽填充工藝形成的半導(dǎo)體裝置中P柱區(qū)的示意圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程示意圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的示意圖；圖6為圖5對(duì)應(yīng)的水平截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程示意圖；圖8A為圖5所示實(shí)施例中采用單層外延結(jié)構(gòu)時(shí)的摻雜濃度的梯度示意圖；圖8B為圖5所示實(shí)施例中采用多層外延結(jié)構(gòu)時(shí)的摻雜濃度的梯度示意圖；圖9為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。實(shí)施例一下面以圖4所示的流程示意圖為例，結(jié)合圖5和圖6，對(duì)本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行詳細(xì)分析。所述半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟:Sll:形成第一摻雜柱區(qū)，所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增。參見圖5，形成摻雜濃度在垂直方向上(垂直方向即y方向)由下至上依次遞增的第一摻雜柱區(qū)400。S12:形成倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)，并注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)，其中，所述第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)在水平方向交替排列。參見圖5，形成倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)，并向所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)300。所述第二摻雜柱區(qū)300的側(cè)壁為倒梯形結(jié)構(gòu)。所述填充物的摻雜物與所述第一摻雜柱區(qū)400中的摻雜物類型相反，即所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜物為P型，則所述填充物中的摻雜物為N型，如所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜物為N型，則所述填充物中的摻雜物為P型，優(yōu)選的，所述填充物中的摻雜物為P型，即所述填充物為硅。相鄰的所述第一摻雜柱區(qū)400與第二摻雜柱區(qū)300形成超結(jié)結(jié)構(gòu)，參見圖6，所述第二摻雜柱區(qū)300和所述第一摻雜柱區(qū)400形成具有條形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或蜂窩式結(jié)構(gòu)的水平橫面結(jié)構(gòu)，其中，在所述蜂窩式結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜柱區(qū)400環(huán)繞所述第二摻雜柱區(qū)300。參見圖5，由于所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增的，與常規(guī)技術(shù)形成的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置相比，可以避免所述第一摻雜柱區(qū)400在上方表面劑量較少而底部劑量較高的問題，使得所述第一摻雜柱區(qū)400和第二摻雜柱區(qū)300構(gòu)成的超結(jié)結(jié)構(gòu)在每個(gè)深度處都能夠獲得電荷平衡，從而在同等摻雜濃度下可以獲得更大的擊穿電壓。在完成實(shí)施例一之后，形成了一半導(dǎo)體裝置，包括:在水平方向交替排列的第一摻雜柱區(qū)400和第二摻雜柱區(qū)300 ;其中所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增，所述第二摻雜柱區(qū)300的側(cè)壁形成一倒梯形結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二下面以圖7所不的流程不意圖為例，結(jié)合圖5、圖8A和圖8B,對(duì)本發(fā)明提供的另一種半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行詳細(xì)分析。所述半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟:S21:提供一半導(dǎo)體襯底。參見圖5，提供一半導(dǎo)體襯底100。所述半導(dǎo)體襯底100可以是高濃度N型(η+)襯底。S22:在所述半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)一外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度由下至上依次遞增。參見圖5，在所述半導(dǎo)體襯底100上，可以外延生長(zhǎng)一摻雜濃度如圖8Α所示的單層外延結(jié)構(gòu)，也可以多次外延生長(zhǎng)出摻雜濃度如圖8Β所示的多層外延結(jié)構(gòu)。參見圖8Α，若所述外延結(jié)構(gòu)200為單層結(jié)構(gòu)，其 摻雜濃度按照由下至上連續(xù)依次遞增，在工藝過程中，這種單層的外延可以在半導(dǎo)體襯底上通過一次外延生長(zhǎng)形成。參見圖8Β，若所述外延結(jié)構(gòu)200
不是單層結(jié)構(gòu)時(shí)，其包括多個(gè)外延層201,202,203......20 (η_1)、20η (η大于I的自然數(shù))。
其中每個(gè)所述外延層的摻雜濃度為均勻分布，并按照由下至上的次序，每個(gè)所述外延層的摻雜濃度依次遞增。在工藝過程中，多層的外延結(jié)構(gòu)為在半導(dǎo)體襯底上多次外延生長(zhǎng)形成，一般可以選擇2到3個(gè)外延層。在外延生長(zhǎng)過程中，使每個(gè)外延層中摻雜物的濃度分布在同一水平方向是均勻的，但在垂直方向上(即y方向)由下至上卻是依次遞增的，設(shè)所述外延結(jié)構(gòu)中的摻雜物在上方表面處和底部濃度分別為和CN_b(rtt()m，參見圖8A和SB，即所述外延結(jié)構(gòu)滿足斜率濃度，具有濃度梯度，這使得所述外延結(jié)構(gòu)的頂部濃度大于其底部濃度，即CN__ > CN_b0tt0mOS23:沿所述外延結(jié)構(gòu)的頂部向所述半導(dǎo)體襯底刻蝕，在所述外延結(jié)構(gòu)中形成間隔互相分開的所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)。參見圖5，沿所述外延結(jié)構(gòu)200的頂部向所述半導(dǎo)體襯底100刻蝕，在所述外延結(jié)構(gòu)200中形成間隔互相分開的倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)。在刻槽的過程中，倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)表面與所述水平方向具有溝槽斜角Θ，可以選擇Θ =87° 89°，保證刻槽后的填充物能夠順利填充，這樣整個(gè)溝槽形成了上寬下窄且垂直剖面結(jié)構(gòu)為倒梯形的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，僅為方便說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果，并不限定于溝槽斜角的大小，在實(shí)際半導(dǎo)體裝置的制造過程中，根據(jù)實(shí)際工藝要求，所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)表面與所述水平方向之間的斜角可以變更。
S24:向所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)中注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)，所述第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為所述第一摻雜柱區(qū)。參見圖5，向所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)中注入具有摻雜物的填充物形成間隔互相分開的第二摻雜柱區(qū)300，所述第二摻雜柱區(qū)300之間的外延結(jié)構(gòu)200作為所述第一摻雜柱區(qū)400，使得所述第二摻雜柱區(qū)300和第一摻雜柱區(qū)400在水平方向上交替排列，而相鄰的所述第二摻雜柱區(qū)300和第一摻雜柱區(qū)400之間形成超結(jié)結(jié)構(gòu)。所述填充物的摻雜物與所述第一摻雜柱區(qū)400中的摻雜物類型相反，在本實(shí)施例中，所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜物為N型(形成η-外延)，則所述第二摻雜柱區(qū)的摻雜物為P型(形成P型柱)，實(shí)際上，當(dāng)?shù)谝粨诫s柱區(qū)的摻雜物為P型(形成P-外延)時(shí)，相應(yīng)的，可以在溝槽中注入N型摻雜物。由于所述第二摻雜柱區(qū)300為倒梯形結(jié)構(gòu)，造成所述第二摻雜柱區(qū)300由下至上的劑量增多，為了使所述第一摻雜柱區(qū)400與所述第二摻雜柱區(qū)300在由下至上的每一個(gè)yn的位置處的電荷平衡，則所述第一摻雜柱區(qū)400中的摻雜斜率濃度分布應(yīng)當(dāng)滿足條件:Cpffp (yn) = CA (yn)，Cp和Cn分別表示第二摻雜柱區(qū)300和第一摻雜柱區(qū)400的摻雜濃度，而Wp和Wn分別表示與摻雜濃度相對(duì)應(yīng)的柱區(qū)的寬度。由于所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜濃度由下至上依次遞增，也就是說，通過調(diào)節(jié)所述第一摻雜柱區(qū)400的摻雜濃度梯度，如圖8A或SB所示，可以使所述第一摻雜柱區(qū)400與所述第二摻雜柱區(qū)300在同一 yn的位置處具有相等的電荷，使超結(jié)結(jié)構(gòu)中的第二摻雜柱區(qū)300與第一摻雜柱區(qū)400在每個(gè)深度處獲得的電荷平衡，從而在同等摻雜濃度下可以獲得更大的擊穿電壓。在完成實(shí)施例二之后，形成了另一半導(dǎo)體裝置，包括:半導(dǎo)體襯底100和外延結(jié)構(gòu)200 ;其中，所述外延結(jié)構(gòu)200位于所述半導(dǎo)體襯底100之上，所述外延結(jié)構(gòu)200的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增；所述第二摻雜柱區(qū)300形成于所述外延結(jié)構(gòu)200中，所述第二摻雜柱區(qū)300之間的外延結(jié)構(gòu)200作為所述第一摻雜柱區(qū)400。實(shí)施例三在完成實(shí)施例一和實(shí)施例二之后，結(jié)合附圖9，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法還包括:S31:在所述第一摻雜柱區(qū)400上形成柵氧化層601。在形成柵氧化層601之間，還需要在水平方向的全表面上對(duì)所述第二摻雜柱區(qū)300中填充物進(jìn)行平坦化，以使所述第二摻雜柱區(qū)300和第一摻雜柱區(qū)400的表面在同一水平上。S32:在所述柵氧化層601上形成柵極602。由上至下刻蝕所述柵極602，在對(duì)應(yīng)于所述第二摻雜柱區(qū)300的部位暴露出所述第二摻雜柱區(qū)300的表面，形成開口，所述開口的橫向?qū)挾刃∮诨虻扔谒鰷喜鄣纳戏奖砻嫣幍臋M向?qū)挾?。S33:通過使用柵極602作為掩膜，沿所述開口在所述第二摻雜柱區(qū)300的上部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行P型離子注入，在所述第二摻雜柱區(qū)的上部區(qū)域且位于所述柵極下兩側(cè)的部位形成基體層700，并使所述柵極602的兩端部和所述基體層700的一部分重疊。S34:在所述基體層700內(nèi)注入N型摻雜物，在所述基體層700內(nèi)形成至少一個(gè)源區(qū)800。所述源區(qū)800可以是高濃度N型(η+)雜質(zhì)區(qū)，也可以在所述基體層700內(nèi)形成兩個(gè)所述源區(qū)800。S35:在所述基體層700、柵氧化層601和柵極602的表面上,覆蓋金屬層形成源電極900，通過光刻工藝，形成孔，以將所述基體層700的包括源區(qū)800的上表面暴露，從而使所述源電極900電連接到所述基體層700中的至少一個(gè)源區(qū)800。S36:在所述源電極900和基體層700的表面上形成氧化層1000。由此,參見圖9,又一半導(dǎo)體裝置還包括:柵氧化層601，所述柵氧化層601形成在所述第一摻雜柱區(qū)400上；柵極602，所述柵極602形成所述柵氧化層601上；基體層700，所述基體層700形成在所述第二摻雜柱區(qū)300的上部區(qū)域內(nèi)；至少一個(gè)源區(qū)800，所述源區(qū)800在所述基體層700內(nèi)形成；源電極900，所述源電極900形成在所述基體層700、柵氧化層601和柵極602的表面上，且電連接到所述基體層700中的至少一個(gè)源區(qū)800 ；氧化層1000，所述氧化層1000形成在源電極900和基體層700的表面上；其中，所述基體層700形成在所述柵極602下的兩側(cè)，且所述柵極602的兩端部和所述基體層700的一部分重疊。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 在水平方向交替排列的第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)；其中所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增，所述第二摻雜柱區(qū)的側(cè)壁形成一倒梯形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括:半導(dǎo)體襯底和外延結(jié)構(gòu)；其中， 所述外延結(jié)構(gòu)位于所述半導(dǎo)體襯底之上，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增；所述第二摻雜柱區(qū)形成于所述外延結(jié)構(gòu)中，所述第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為所述第一摻雜柱區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為由下至上依次連續(xù)遞增的梯形分布。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)外延層，每個(gè)所述外延層的摻雜濃度為均勻分布，并按照由下至上的次序?qū)⒚總€(gè)所述外延層的摻雜濃度依次遞增。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第二摻雜柱區(qū)和所述第一摻雜柱區(qū)形成具有條形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或蜂窩式結(jié)構(gòu)的水平橫面結(jié)構(gòu)，其中，在所述蜂窩式結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜柱區(qū)環(huán)繞所述第二摻雜柱區(qū)。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟: 形成第一摻雜柱區(qū)，所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增； 形成倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)，并注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)， 其中，所述第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)在水平方向交替排列。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 提供一半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)一外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度由下至上依次遞增； 沿所述外延結(jié)構(gòu)的頂部向所述半導(dǎo)體襯底刻蝕，在所述外延結(jié)構(gòu)中形成間隔互相分開的所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)； 向所述倒梯形溝槽結(jié)構(gòu)中注入具有摻雜物的填充物形成第二摻雜柱區(qū)，所述第二摻雜柱區(qū)之間的外延結(jié)構(gòu)作為所述第一摻雜柱區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為由下至上依次遞增的梯形分布。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)包括:在所述半導(dǎo)體襯底上依次生長(zhǎng)至少兩個(gè)外延層，每個(gè)所述外延層的摻雜濃度為均勻分布，并按照由下至上的次序?qū)⒚總€(gè)所述外延層的摻雜濃度依次遞增。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述第二摻雜柱區(qū)和所述第一摻雜柱區(qū)形成具有條形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或蜂窩式結(jié)構(gòu)的水平橫面結(jié)構(gòu)，其中，在所述蜂窩式結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜柱區(qū)環(huán)繞所述第二摻雜柱區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，包括在水平方向交替排列的第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)；其中所述第一摻雜柱區(qū)的摻雜濃度在垂直方向上由下至上依次遞增，所述第二摻雜柱區(qū)的側(cè)壁形成一倒梯形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。本發(fā)明可降低工藝難度、控制成本，在提高耐壓的基礎(chǔ)上降低導(dǎo)通電阻，又能保證半導(dǎo)體裝置中交替出現(xiàn)的第一摻雜柱區(qū)和第二摻雜柱區(qū)處于電荷平衡狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01L29/06GK103151384SQ201310073310
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者廖忠平 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司