專利名稱：場阻斷型半導體器件的制造方法和器件結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種場阻斷型半導體器件的制造方法；本發明還涉及一種場阻斷型半導體器件的器件結構。
背景技術：
在半導體高壓器件中，不論是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、快速恢復二極管(FRD)，還是M0SFET，在器件的柵極加正偏電壓時器件導通，此時都希望導通狀態下的功耗最小，也即希望器件的導通狀態壓降即通態壓降小，利用更薄的硅片能直接降低器件的通態壓降，但器件厚度的下降會降低器件在反向擊穿情況下的耐壓能力，兩者是一對矛盾。為了解決上述矛盾，場阻斷層被引用到半導體高壓器件中，形成場阻斷型半導體器件；以漂移區為N型摻雜的IGBT即N型IGBT為例，如圖1所示，為一種現有場阻斷型IGBT的結構示意圖，現有場阻斷型IGBT和沒有場阻斷層的IGBT的區別是，在N型硅片I和P型發射極4間包括一 N型的場阻斷層3，所述場阻斷層3的載流子濃度大于所述硅片I的載流子濃度，在P阱7和所述場阻斷層3之間的所述硅片I組成器件的N型漂移區。現有場阻斷型IGBT的其它結構和其它非場阻斷型的IGBT的結構相同，包括:在所述硅片I中形成有P阱7、在P阱7中形成有N+源8，柵氧5、多晶硅柵6，所述多晶硅6覆蓋部分所述P阱7、并在覆蓋處形成溝道區，溝道區連接所述N+源8和所述硅片I ;P+接觸注入11，和所述P阱7連接并用于引出所述P阱7，接觸孔10，以及表面金屬12和背面金屬14。如圖1所示，其中截面A到截面B之間的區域為所述硅片，截面B到截面C之間的區域為所述場阻斷層3。截面C以下為P型發射極4和背面金屬14。當現有場阻斷型IGBT工作在反向阻斷狀態下時，所述N型漂移區完全被耗盡，電場穿透過所述N型漂移區到達N型場阻斷層，從而在同樣硅片厚度下使器件的耐壓能力能大大增加。從而能實現用較薄的硅片實現高的反向阻斷電壓，減少了導通時的電阻。現有場阻斷型半導體器件制造方法有兩種:一種是通過正面注入或者背面注入氦等質量很輕的離子之后通過退火來獲得，上述注入深度可以達到數十微米，因此可以在離硅片背面較大的深度范圍中形成場阻斷層。另一種是在器件正面工藝完成后在背面進行N型雜質如磷或砷的離子注入，之后通過退火來激活，該退火包括普通的高溫退火和激光退火；由于退火之前器件正面已形成有AL等金屬材料，在采用普通的退火技術時退火溫度一般不能高于500攝氏度，注入的場阻斷層離子被激活的效率不高；而采用激光退火能實現硅片背面局部的高溫，從而在背面局部實現高溫，得到高的激活率。但激光的激活深度有限，一般只有I微米 2微米，不能滿足3微米 30微米場阻斷層激活和擴散的需要。其中有效激活深度為通過激光退火處理后，離子的激活率高于50%的區域的縱向尺寸。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種場阻斷型半導體器件的制造方法，能對場阻斷層進行三維方向的激光退火，能提高場阻斷層激活率以及深度。本發明還提供一種場阻斷型半導體器件的器件結構。
為解決上述技術問題，本發明提供一種場阻斷型半導體器件的制造方法，場阻斷型半導體器件為包含有場阻斷層的絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，包括如下步驟:
步驟一、從背面對第一導電類型硅片進行減薄；第一導電類型為場阻斷型半導體器件的漂移區的摻雜類型。
步驟二、從減薄的所述硅片的背面進行第一導電類型的離子注入并形成一場阻斷層，所述場阻斷層的第一導電類型載流子濃度高于所述硅片中的第一導電類型載流子濃度。
步驟三、在形成有所述場阻斷層的所述硅片的背面形成溝槽，所述溝槽的深度小于所述場阻斷層的厚度，所述溝槽的寬度大于0.1微米；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度。
步驟四、從形成有所述溝槽的所述硅片的背面方向對所述場阻斷層進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層中的第一導電類型雜質進行激活和擴散。
步驟五、從所述硅片的背面方向在所述溝槽中填充第一種材料。
進一步的改進是，所述第一導電類型為N型，步驟二中所述場阻斷層的離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
進一步的改進是，步驟三中所形成的所述溝槽的側壁為垂直結構、或傾斜結構。
進一步的改進是，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
為解決上述技術問題，本發明提供另一種場阻斷型半導體器件的制造方法，場阻斷型半導體器件為包含有場阻斷層的絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，包括如下步驟:
步驟一、從背面對第一導電類型硅片進行減薄；第一導電類型為場阻斷型半導體器件的漂移區的摻雜類型。
步驟二、在所述硅片的背面形成溝槽，各所述溝槽的寬度大于0.1微米，各相鄰所述溝槽間的距離小于等于2倍的激光退火能達到的第一有效深度；所述溝槽的側壁為傾斜結構。
步驟三、在形成有所述溝槽的所述硅片背面進行第一導電類型的離子注入并形成一場阻斷層，所述場阻斷層的第一導電類型載流子濃度高于所述硅片中的第一導電類型載流子濃度；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于所述第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度。
步驟四、從形成有所述場阻斷層的所述硅片的背面方向對所述場阻斷層進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層中的第一導電類型雜質進行激活和擴散。
步驟五、從所述硅片的背面方向在所述溝槽中填充第一種材料。
進一步的改進是，所述第一導電類型為N型，步驟三中所述場阻斷層的離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
進一步的改進是，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
為解決上述技術問題，本發明一種場阻斷型半導體器件的器件結構，場阻斷型半導體器件為絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，包括:
一場阻斷層，由形成于第一導電類型的硅片背面的第一導電類型的離子注入區組成，所述場阻斷層的離子注入區為一激光退火的激活和擴散區。溝槽，形成于所述硅片的背面，所述溝槽的深度小于所述場阻斷層的厚度，所述溝槽的寬度大于0.1微米；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度。在所述溝槽填充有第一種材料。
進一步的改進是，所述第一導電類型為N型，所述場阻斷層的離子注入區的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
進一步的改進是，所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除；所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
本發明方法通過在硅片的背面形成溝槽，能使場阻斷層分割成深度小于等于激光退火能達到的第一有效深度的第一場阻斷層、以及橫向寬度小于等于2倍的第一有效深度的第二場阻斷層，從而能對場阻斷層進行三維方向的激光退火；由于是激光退火，故能提高場阻斷層激活率；雖然激光退火的第一有效深度只有I微米 2微米，但是采用本發明方法后，場阻斷層的厚度不受激光退火的第一有效深度的限制，所以能提高場阻斷層的深度。


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:
圖1是現有場阻斷型IGBT的結構示意圖2是本發明實施例一場阻斷型半導體器件的制造方法流程圖3A-圖3E是本發明實施例一場阻斷型半導體器件的制造方法的各步驟中的器件結構圖4是本發明實施例二場阻斷型半導體器件的制造方法的步驟中的器件結構圖5是本發明實施例三場阻斷型半導體器件的制造方法的步驟中的器件結構圖6是本發明實施例四場阻斷型半導體器件的制造方法流程圖。
具體實施方式
如圖2所示，是本發明實施例一場阻斷型半導體器件的制造方法流程圖。本發明實施一的場阻斷型半導體器件是以反向擊穿電壓為1200V、且漂移區為N型的場阻斷型IGBT器件為例進行說明，漂移區為N型的場阻斷型IGBT器件的第一導電類型為N型；本發明實施例一場阻斷型半導體器件的制造方法，包括如下步驟:
步驟一、如圖3A所示，首先提供一雜質濃度Cl =4.8E13CM'電阻率為90歐姆.厘米的N型硅片I，所述硅片I的厚度700微米以上。
從背面對所述N型硅片I進行減薄，將所述硅片I減薄到需要的100微米至150微米厚度。圖3A中，截面A所示出的平面為所述硅片I的正面一側；截面C所示的平面位于所述硅片I的背面一側，所述硅片I減薄后的背面表面位于所述截面C處。
步驟二、如圖3A所示，從減薄的所述硅片I的背面進行N型的離子注入并形成一場阻斷層3，所述場阻斷層3的N型載流子濃度高于所述硅片I中的N型載流子濃度。所述場阻斷層3的離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。所述場阻斷層3的區域即為截面B和截面C之間的區域。
步驟三、如圖3A所示，在形成有所述場阻斷層3的所述硅片I的背面形成溝槽23，所述溝槽23的深度小于所述場阻斷層3的厚度，所述溝槽23的寬度大于0.1微米。本發明實施例一中，所述溝槽23的側壁為垂直結構，在其它實施例中所述溝槽23的側壁也能選擇傾斜結構。所述溝槽23將所述場阻斷層3分割成位于各所述溝槽23的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽23間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度。
如圖3B所示，令所述溝槽23的寬度為a，各相鄰所述溝槽23間的間距即各所述第二場阻斷層的橫向寬度為b，所述溝槽23的深度為C，所述場阻斷層3的厚度為d，如果激光退火能達到的所述第一有效深度為E，那么會有:d-E彡c彡d，b彡2E，a彡0.1微米。
步驟四、如圖3B所示，從形成有所述溝槽23的所述硅片I的背面方向對所述場阻斷層3進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層3中的N型雜質進行激活和擴散。由于所述溝槽23將所述場阻斷層3 分割成了第一場阻斷層和第二場阻斷層，故雖然所述場阻斷層3的厚度d遠大于所述第一有效深度為E，但是所述第一有效深度E仍然大于等于所述第一場阻斷層的厚度，故激光能夠沿著垂直所述截面C的方向對所述第一場阻斷層進行完全退火；同時所述第二場阻斷層的橫向寬度b小于等于所述第一有效深度E的2倍，故激光能夠從所述第二場阻斷層的側面對所述第二場阻斷層進行完全退火。最后實現對整個所述場阻斷層3完全的激光退火。
步驟五、如圖3C所示，從所述硅片I的背面方向在所述溝槽23中填充第一種材料。本發明實施例一中的所述第一種材料為N型娃23a。所述N型娃23a的雜質濃度小于所述場阻斷層3的雜質濃度，這樣能改善器件關斷時的特性，實現軟關斷。
本發明實施例一中的位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述N型硅23a被保留。
在其它實施例中，位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述N型硅23a也能被去除。如果，所述N型硅23a需要去除，則需在填充所述N型硅23a前，在所述溝槽23外部的所述硅片I的背面上形成一介質層；之后再填充所述N型硅23a ;之后再利用化學機械研磨(CMP)工藝或回刻工藝對所述N型硅23a進行刻蝕，刻蝕時以所述介質層為停止層，最后實現將位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述N型硅23a去除。
如圖3D所示，在所述溝槽23中填充了所述第一種材料之后。接下來的背面工藝是在所述硅片I的背面形成P型層4，本發明實施例一中所述P型層4作為N型的場阻斷型IGBT器件的P型發射極。所述P型層4厚度為0.1微米至I微米，也能采用激光退火。之后再在所述P型層4上形成背面金屬14，背面金屬14將所述P型發射極引出。
上述步驟一至最后的背面金屬14的形成都是形成本發明實施例一 N型的場阻斷型IGBT器件所采用的背面工藝，要形成完整的N型的場阻斷型IGBT器件還行要結合正面工藝。正面工藝放置于步驟一之前，即完成正面工藝之后才進行步驟一之后的背面工藝。對于N型的場阻斷型IGBT器件的正面工藝，可以利用類似于VDMOS的已熟知的工藝流程完成，如圖3E所示，正面工藝包括:位于所述硅片I上端的柵氧5和多晶硅電極6的形成，P阱7、N+源8的形成，包覆所述多晶硅電極6的層間介質膜9、接觸孔10的形成，P+接觸注入層11的形成，源金屬電極12的形成和所述多晶硅電極6的金屬電極的形成(未圖示)。在所述P阱7和所述場阻斷層3之間的所述硅片I組成器件的N型漂移區。采用了上述正面工藝后背面工藝之后，最后形成了本發明實施一的場阻斷型半導體器件。
如圖4所示，為本發明實施例二場阻斷型半導體器件的制造方法的步驟中的器件結構圖。本發明實施例二和本發明實施例一的區別是，步驟五中在所述溝槽23中填充第一種材料為P型硅23b。所述P型硅23b的濃度大于1E17CM_3，實現透明發射極的效果。位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述P型硅23b被去除。在本發明實施例二的另一實施方式中，所述P型硅23b的摻雜濃度和所述硅片I或者所述場阻斷層3的雜質濃度在同一數量級上，位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述P型硅23b被保留。
在其它實施例中，步驟五中在所述溝槽23中填充第一種材料也能為介質膜。位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述介質膜被去除。填充介質膜后器件的結構也和圖4相同。
如圖5所示，為本發明實施例三場阻斷型半導體器件的制造方法的步驟中的器件結構圖。本發明實施例三和本發明實施例一的區別是，在本發明實施例三的步驟二中所形成的溝槽23的側壁為傾斜結構；在步驟五中填充的第一種材料23c，能為N型硅，P型硅，或介質膜，且位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一種材料23c被去除。
如圖6所示，是本發明實施例四場阻斷型半導體器件的制造方法流程圖。本發明實施四方法和本發明實施例一方法的區別是先形成溝槽，再形成場阻斷層，且形成的溝槽的側壁為傾斜結構。具體包括如下步驟:
步驟一、如圖3A所示，從背面對所述N型硅片I進行減薄，將所述硅片I減薄到需要的厚度。
步驟二、如圖3A所示，在所述硅片I的背面形成溝槽23，各所述溝槽23的寬度大于0.1微米，各相鄰所述溝槽23間的距離小于等于2倍的激光退火能達到的第一有效深度E ;所述溝槽23的側壁為傾斜結構,所述溝槽23的側壁結構請參考圖5所示。
步驟三、如圖3A所示，在形成有所述溝槽23的所述硅片I背面進行N型的離子注入并形成一場阻斷層3，所述場阻斷層3的N型載流子濃度高于所述硅片I中的N型載流子濃度。所述場阻斷層的3離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
所述溝槽23將所述場阻斷層3分割成位于各所述溝槽23的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽23間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度。
如圖3B所示，令所述溝槽23的寬度為a，各相鄰所述溝槽23間的間距即各所述第二場阻斷層的橫向寬度為b，所述溝槽23的深度為C，所述場阻斷層3的厚度為d，如果激光退火能達到的所述第一有效深度為E，那么會有:d-E彡c彡d，b彡2E，a彡0.1微米。
步驟四、如圖3B所示，從所述硅片I的背面方向對所述場阻斷層3進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層3中的N型雜質進行激活和擴散。由于所述溝槽23將所述場阻斷層3分割成了第一場阻斷層和第二場阻斷層，故雖然所述場阻斷層3的厚度d遠大于所述第一有效深度為E，但是所述第一有效深度E仍然大于等于所述第一場阻斷層的厚度，故激光能夠沿著垂直所述截面C的方向對所述第一場阻斷層進行完全退火；同時所述第二場阻斷層的橫向寬度b小于等于所述第一有效深度E的2倍，故激光能夠從所述第二場阻斷層的側面對所述第二場阻斷層進行完全退火。最后實現對整個所述場阻斷層3完全的激光退火。
步驟五、如圖5所示，從所述硅片I的背面方向在所述溝槽23中填充第一種材料。本發明實施例四中的所述第一種材料23c能為N型娃,P型娃，或介質膜。所述第一種材料23c選擇N型硅時，位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一種材料23c能被去除或保留；所述第一種材料23c選擇P型硅時，位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一種材料23c被去除；所述第一種材料23c選擇介質膜時，位于所述溝槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一種 材料23c被去除。
通過在步驟五之后形成P型發射極以及背面金屬，在步驟一之前形成器件的正面工藝，最后能形成本發明實施例四場阻斷型半導體器件，即本發明實施例四N型的場阻斷型IGBT器件。
以上各實施例只是以漂移區為N型的場阻斷型IGBT器件為例進行說明，本發明方法同樣適用于對應漂移區為P型的場阻斷型IGBT器件，只需將各實施例中的各摻雜區域的摻雜類型進行反過來就行即N型的變為P型、P型的變為N型。通過改變正面工藝，本發明方法也同樣適用于利用P/N薄層來承受反向電壓的其他器件，至少包括IGBT、二極管、MOSFET等器件之中。
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。
權利要求
1.一種場阻斷型半導體器件的制造方法，場阻斷型半導體器件為包含有場阻斷層的絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、從背面對第一導電類型硅片進行減薄；第一導電類型為承擔截止電壓的半導體器件漂移區的摻雜類型； 步驟二、從減薄的所述硅片的背面進行第一導電類型的離子注入并形成所述場阻斷層，所述場阻斷層的第一導電類型載流子濃度高于所述硅片中的第一導電類型載流子濃度； 步驟三、在形成有所述場阻斷層的所述硅片的背面形成溝槽，所述溝槽的深度小于所述場阻斷層的厚度，所述溝槽的寬度大于0.1微米；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度； 步驟四、從形成有所述溝槽的所述硅片的背面方向對所述場阻斷層進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層中的第一導電類型雜質進行激活和擴散； 步驟五、從所述硅片的背面 方向在所述溝槽中填充第一種材料。
2.如權利要求1所述的場阻斷型半導體器件的制造方法，其特征在于:所述第一導電類型為N型，步驟二中所述場阻斷層的離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
3.如權利要求1所述的場阻斷型半導體器件的制造方法，其特征在于:步驟三中所形成的所述溝槽的側壁為垂直結構、或傾斜結構。
4.如權利要求1所述的場阻斷型半導體器件的制造方法，其特征在于:步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
5.一種場阻斷型半導體器件的制造方法，場阻斷型半導體器件為包含有場阻斷層的絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、從背面對第一導電類型硅片進行減薄；第一導電類型為場阻斷型半導體器件的漂移區的摻雜類型； 步驟二、在所述硅片的背面形成溝槽，各所述溝槽的寬度大于0.1微米，各相鄰所述溝槽間的距離小于等于2倍的激光退火能達到的第一有效深度；所述溝槽的側壁為傾斜結構； 步驟三、在形成有所述溝槽的所述硅片背面進行第一導電類型的離子注入并形成所述場阻斷層，所述場阻斷層的第一導電類型載流子濃度高于所述硅片中的第一導電類型載流子濃度；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于所述第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度； 步驟四、從形成有所述場阻斷層的所述硅片的背面方向對所述場阻斷層進行激光退火，激光退火將所述場阻斷層中的第一導電類型雜質進行激活和擴散； 步驟五、從所述硅片的背面方向在所述溝槽中填充第一種材料。
6.如權利要求5所述的場阻斷型半導體器件的制造方法，其特征在于:所述第一導電類型為N型，步驟三中所述場阻斷層的離子注入的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
7.如權利要求5所述的場阻斷型半導體器件的制造方法，其特征在于:步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，步驟五中所填充的所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
8.一種場阻斷型半導體器件的器件結構，場阻斷型半導體器件為絕緣柵雙極晶體管、快速恢復二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，所述場阻斷型半導體器件包括: 一場阻斷層，由 形成于第一導電類型的硅片背面的第一導電類型的離子注入區組成，所述場阻斷層的離子注入區為一激光退火的激活和擴散區； 溝槽，形成于所述硅片的背面，所述溝槽的深度小于所述場阻斷層的厚度，所述溝槽的寬度大于0.1微米；所述溝槽將所述場阻斷層分割成位于各所述溝槽的底部的第一場阻斷層、和位于各相鄰所述溝槽間的第二場阻斷層，各所述第一場阻斷層的厚度小于等于激光退火能達到的第一有效深度、各所述第二場阻斷層橫向寬度小于等于2倍的所述第一有效深度； 在所述溝槽填充有第一種材料。
9.如權利要求8所述的場阻斷型半導體器件的器件結構，其特征在于:所述第一導電類型為N型，所述場阻斷層的離子注入區的雜質為磷、砷、硒和硫四種雜質中一個或多個的組合。
10.如權利要求8所述的場阻斷型半導體器件的器件結構，其特征在于:所述第一種材料為具有第一導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；或者，所述第一種材料為具有第二導電類型摻雜的硅，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除或保留；所述第一種材料為具有介質膜，位于所述溝槽外部的所述硅片的背面的所述第一種材料被去除。
全文摘要
本發明公開了一種場阻斷型半導體器件的制造方法，本發明方法通過在硅片的背面形成溝槽，能使場阻斷層分割成深度小于等于激光退火能達到的第一有效深度的第一場阻斷層、以及橫向寬度小于等于2倍的第一有效深度的第二場阻斷層，從而能對場阻斷層進行三維方向的激光退火；由于是激光退火，故能提高場阻斷層激活率；雖然激光退火的第一有效深度只有1微米～2微米，但是采用本發明方法后，場阻斷層的厚度不受激光退火的第一有效深度的限制，所以能提高場阻斷層的深度。本發明還公開了一種場阻斷型半導體器件的器件結構。
文檔編號H01L21/324GK103199018SQ20121000410
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者肖勝安 申請人:上海華虹Nec電子有限公司