一种半导体终端结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体终端结构及其制备方法，所述制备方法包括：在衬底层上生长出外延层；在外延层上生长出具有预设厚度的第一氧化层；刻蚀第一氧化层，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口；通过各结终端注入口注入离子，以在外延层形成多个沿预设方向间隔分布且浓度递减的结终端拓展结构。通过刻蚀第一氧化层，能够形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，由于各结终端注入口呈高度依次增大的台阶状分布，使得各结终端注入口在第一氧化层上的深度不同，注入的离子从不同深度的结终端注入口扩散到外延层的深度依次减小，因此形成不同的浓度梯度递进变化的结终端拓展结构，浓度梯度的渐变效果好。浓度梯度的渐变效果好。浓度梯度的渐变效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体终端结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种半导体终端结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]IGBT(绝缘栅双极晶体管)是一种将MOSFET(金属氧化物场效应管)与BJT(双极型晶体管)相结合的半导体功率器件，具有输入阻抗高、开关损耗小、速度快、电压驱动功率小等特点。IGBT终端通常使用场限环技术来提高IGBT的耐高压性能，目前常用的场限环技术是通过在功率半导体终端引入一个或者多个与硅衬底掺杂类型相反但浓度远高于衬底的环形区域，来实现提高击穿电压；但上述方式存在浓度梯度渐变效果差的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于，提供一种浓度梯度渐变效果好的半导体终端结构及其制备方法。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种半导体终端结构的制备方法，包括如下步骤：
[0005]在衬底层上生长出外延层；
[0006]在所述外延层上生长出具有预设厚度的第一氧化层；
[0007]刻蚀所述第一氧化层，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口；
[0008]通过各所述结终端注入口注入离子，以在所述外延层形成多个沿预设方向间隔分布且浓度递减的结终端拓展结构。
[0009]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，各所述结终端注入口的台阶高度沿预设方向递增。
[0010]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，所述刻蚀所述第一氧化层，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，包括：
[0011]在所述第一氧化层的远离外延层的一侧涂覆光刻胶；
[0012]依次使用多个掩膜版对光刻胶进行曝光显影，并在每次曝光显影后对所述第一氧化层进行刻蚀，以形成呈台阶状分布的多个结终端注入口。
[0013]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，各所述掩膜版的曝光区域一一对应于各所述结终端注入口；或者，多个所述掩膜版的曝光区域依次减小。
[0014]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，所述刻蚀所述第一氧化层，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，包括：
[0015]在所述第一氧化层的远离外延层的一侧涂覆光刻胶；
[0016]依次使用第一掩膜版、第二掩膜版和第三掩膜版对光刻胶进行曝光显影，并在每次曝光显影后对所述第一氧化层进行刻蚀，以形成呈台阶状分布的第一结终端注入口、第二结终端注入口和第三结终端注入口。
[0017]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，
[0018]所述第一掩膜版的曝光区域对应所述第一结终端注入口，所述第二掩膜版的曝光
区域对应第二结终端注入口，所述第三掩膜版的曝光区域对应第三结终端注入口；
[0019]或者，所述第一掩膜版的曝光区域对应于第一结终端注入口、第二结终端注入口和第三结终端注入口；第二掩膜版的曝光区域对应于第一结终端注入口和第二结终端注入口；所述第三掩膜版的曝光区域对应于第一结终端注入口。
[0020]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，还包括：
[0021]对剩余的第一氧化层作平坦化处理，并于所述外延层上重新生长厚度均匀的第二氧化层；
[0022]刻蚀所述第二氧化层，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个场限环注入口；
[0023]通过各所述场限环注入口注入离子，以在所述外延层形成多个沿预设方向间隔分布且浓度递减的场限环结构。
[0024]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，沿所述预设方向，所述结终端拓展结构的浓度大于相邻的所述场限环结构的浓度。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提供了一种半导体终端结构，由所述的半导体终端结构的制备方法制备所得。
[0026]进一步地，在本专利技术一个较佳的实施例中，其包括衬底层以及设置于所述衬底层上的外延层；
[0027]所述外延层上形成有多个结终端拓展结构，所述结终端拓展结构向所述衬底层的方向延伸，且多个所述结终端拓展结构延伸的距离沿预设方向递减。
[0028]本专利技术实施例提供的半导体终端结构及其制备方法，其中制备方法通过刻蚀第一氧化层，能够形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，由于各结终端注入口呈台阶状分布、台阶状的高度依次增大，使得各结终端注入口在第一氧化层上的深度不同，当注入离子后，离子从不同深度的结终端注入口扩散到外延层的深度依次减小，因此形成不同的浓度梯度递进变化的结终端拓展结构，浓度梯度的渐变效果好。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1是IGBT终端制作的初始结构；
[0031]图2是现有技术中IGBT终端制作通过离子注入形成JTE结构的示意图；
[0032]图3是现有技术中IGBT终端调整后的最终结构；
[0033]图4是本专利技术一实施例提供的IGBT终端制作形成第一层台阶的示意图；
[0034]图5是本专利技术一实施例提供的IGBT终端制作形成第二层台阶的示意图；
[0035]图6是本专利技术一实施例提供的IGBT终端制作形成第三层台阶的示意图；
[0036]图7是本专利技术一实施例提供的IGBT终端平坦化处理的结构示意图；
[0037]图8是本专利技术一实施例提供的IGBT终端后续场限环制备的结构示意图；
[0038]图9是本专利技术一实施例提供的IGBT终端结构示意图；
[0039]图10是本专利技术实施例二提供的制备方法流程图；
[0040]图11是本专利技术实施例三提供的制备方法流程图；
[0041]图12是本专利技术实施例四提供的制备方法流程图。
[0042]附图标记：
[0043]1、衬底层，2、外延层，3、第一氧化层，4、第二氧化层，5、结终端拓展结构，6、场限环结构，7、主结，8、台阶结构，81、第一结终端注入口，82、第二结终端注入口,83、第三结终端注入口。
具体实施方式
[0044]为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0045]本专利技术实施例一提供的一种半导体结构，如图9所示，包括半导体终端结构及主结7，其中，半导体终端结构为IGBT终端结构，其包括：衬底层1以及设置于衬底层1上的外延层2，外延层2上生长有氧化层；外延层2上形成有多个结终端拓展结构5，结终端拓展结构5向衬底层1的方向延伸，且多个结终端拓展结构5延伸的距离沿预设方向递减。其中，衬底层1为硅(Si)衬底晶圆。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体终端结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在衬底层(1)上生长出外延层(2)；在所述外延层(2)上生长出具有预设厚度的第一氧化层(3)；刻蚀所述第一氧化层(3)，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口；通过各所述结终端注入口注入离子，以在所述外延层(2)形成多个沿预设方向间隔分布且浓度递减的结终端拓展结构(5)。2.根据权利要求1所述的半导体终端结构的制备方法，其特征在于，各所述结终端注入口的台阶高度沿预设方向递增。3.根据权利要求1所述的半导体终端结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一氧化层(3)，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，包括：在所述第一氧化层(3)的远离所述外延层(2)的一侧涂覆光刻胶；依次使用多个掩膜版对光刻胶进行曝光显影，并在每次曝光显影后对所述第一氧化层(3)进行刻蚀，以形成呈台阶状分布的多个所述结终端注入口。4.根据权利要求3所述的半导体终端结构的制备方法，其特征在于，各所述掩膜版的曝光区域一一对应于各所述结终端注入口；或者，多个所述掩膜版的曝光区域依次减小。5.根据权利要求1所述的半导体终端结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一氧化层(3)，以形成沿预设方向呈台阶状分布的多个结终端注入口，包括：在所述第一氧化层(3)的远离所述外延层(2)的一侧涂覆光刻胶；依次使用第一掩膜版、第二掩膜版和第三掩膜版对光刻胶进行曝光显影，并在每次曝光显影后对所述第一氧化层(3)进行刻蚀，以形成呈台阶状分布的第一结终端注入口(81)、第二结终端注入口(82)和第三结终端注入口(83)。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇强，张祎龙，曾丹，史波，
申请(专利权)人：珠海零边界集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：