专利名称：场阻断型半导体器件的制造方法和器件结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种场阻断型半导体器件的制造方法；本发明还涉及一种场阻断型半导体器件的器件结构。
背景技术：
在半导体高压器件中，不论是绝缘栅双极晶体管(IGBT)、快速恢复二极管(FRD)，还是M0SFET，在器件的栅极加正偏电压时器件导通，此时都希望导通状态下的功耗最小，也即希望器件的导通状态压降即通态压降小，利用更薄的硅片能直接降低器件的通态压降，但器件厚度的下降会降低器件在反向击穿情况下的耐压能力，两者是一对矛盾。为了解决上述矛盾，场阻断层被引用到半导体高压器件中，形成场阻断型半导体器件；以漂移区为N型掺杂的IGBT即N型IGBT为例，如图1所示，为一种现有场阻断型IGBT的结构示意图，现有场阻断型IGBT和没有场阻断层的IGBT的区别是，在N型硅片I和P型发射极4间包括一 N型的场阻断层3，所述场阻断层3的载流子浓度大于所述硅片I的载流子浓度，在P阱7和所述场阻断层3之间的所述硅片I组成器件的N型漂移区。现有场阻断型IGBT的其它结构和其它非场阻断型的IGBT的结构相同，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，栅氧5、多晶硅栅6，所述多晶硅6覆盖部分所述P阱7、并在覆盖处形成沟道区，沟道区连接所述N+源8和所述硅片I ;P+接触注入11，和所述P阱7连接并用于引出所述P阱7，接触孔10，以及表面金属12和背面金属14。如图1所示，其中截面A到截面B之间的区域为所述硅片，截面B到截面C之间的区域为所述场阻断层3。截面C以下为P型发射极4和背面金属14。当现有场阻断型IGBT工作在反向阻断状态下时，所述N型漂移区完全被耗尽，电场穿透过所述N型漂移区到达N型场阻断层，从而在同样硅片厚度下使器件的耐压能力能大大增加。从而能实现用较薄的硅片实现高的反向阻断电压，减少了导通时的电阻。现有场阻断型半导体器件制造方法有两种:一种是通过正面注入或者背面注入氦等质量很轻的离子之后通过退火来获得，上述注入深度可以达到数十微米，因此可以在离硅片背面较大的深度范围中形成场阻断层。另一种是在器件正面工艺完成后在背面进行N型杂质如磷或砷的离子注入，之后通过退火来激活，该退火包括普通的高温退火和激光退火；由于退火之前器件正面已形成有AL等金属材料，在采用普通的退火技术时退火温度一般不能高于500摄氏度，注入的场阻断层离子被激活的效率不高；而采用激光退火能实现硅片背面局部的高温，从而在背面局部实现高温，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，不能满足3微米 30微米场阻断层激活和扩散的需要。其中有效激活深度为通过激光退火处理后，离子的激活率高于50%的区域的纵向尺寸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种场阻断型半导体器件的制造方法，能对场阻断层进行三维方向的激光退火，能提高场阻断层激活率以及深度。本发明还提供一种场阻断型半导体器件的器件结构。
为解决上述技术问题，本发明提供一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，包括如下步骤:
步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为场阻断型半导体器件的漂移区的掺杂类型。
步骤二、从减薄的所述硅片的背面进行第一导电类型的离子注入并形成一场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度。
步骤三、在形成有所述场阻断层的所述硅片的背面形成沟槽，所述沟槽的深度小于所述场阻断层的厚度，所述沟槽的宽度大于0.1微米；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度。
步骤四、从形成有所述沟槽的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散。
步骤五、从所述硅片的背面方向在所述沟槽中填充第一种材料。
进一步的改进是，所述第一导电类型为N型，步骤二中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
进一步的改进是，步骤三中所形成的所述沟槽的侧壁为垂直结构、或倾斜结构。
进一步的改进是，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
为解决上述技术问题，本发明提供另一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，包括如下步骤:
步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为场阻断型半导体器件的漂移区的掺杂类型。
步骤二、在所述硅片的背面形成沟槽，各所述沟槽的宽度大于0.1微米，各相邻所述沟槽间的距离小于等于2倍的激光退火能达到的第一有效深度；所述沟槽的侧壁为倾斜结构。
步骤三、在形成有所述沟槽的所述硅片背面进行第一导电类型的离子注入并形成一场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于所述第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度。
步骤四、从形成有所述场阻断层的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散。
步骤五、从所述硅片的背面方向在所述沟槽中填充第一种材料。
进一步的改进是，所述第一导电类型为N型，步骤三中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
进一步的改进是，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
为解决上述技术问题，本发明一种场阻断型半导体器件的器件结构，场阻断型半导体器件为绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，包括:
一场阻断层，由形成于第一导电类型的硅片背面的第一导电类型的离子注入区组成，所述场阻断层的离子注入区为一激光退火的激活和扩散区。沟槽，形成于所述硅片的背面，所述沟槽的深度小于所述场阻断层的厚度，所述沟槽的宽度大于0.1微米；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度。在所述沟槽填充有第一种材料。
进一步的改进是，所述第一导电类型为N型，所述场阻断层的离子注入区的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
进一步的改进是，所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除；所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
本发明方法通过在硅片的背面形成沟槽，能使场阻断层分割成深度小于等于激光退火能达到的第一有效深度的第一场阻断层、以及横向宽度小于等于2倍的第一有效深度的第二场阻断层，从而能对场阻断层进行三维方向的激光退火；由于是激光退火，故能提高场阻断层激活率；虽然激光退火的第一有效深度只有I微米 2微米，但是采用本发明方法后，场阻断层的厚度不受激光退火的第一有效深度的限制，所以能提高场阻断层的深度。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明:
图1是现有场阻断型IGBT的结构示意图2是本发明实施例一场阻断型半导体器件的制造方法流程图3A-图3E是本发明实施例一场阻断型半导体器件的制造方法的各步骤中的器件结构图4是本发明实施例二场阻断型半导体器件的制造方法的步骤中的器件结构图5是本发明实施例三场阻断型半导体器件的制造方法的步骤中的器件结构图6是本发明实施例四场阻断型半导体器件的制造方法流程图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例一场阻断型半导体器件的制造方法流程图。本发明实施一的场阻断型半导体器件是以反向击穿电压为1200V、且漂移区为N型的场阻断型IGBT器件为例进行说明，漂移区为N型的场阻断型IGBT器件的第一导电类型为N型；本发明实施例一场阻断型半导体器件的制造方法，包括如下步骤:
步骤一、如图3A所示，首先提供一杂质浓度Cl =4.8E13CM'电阻率为90欧姆.厘米的N型硅片I，所述硅片I的厚度700微米以上。
从背面对所述N型硅片I进行减薄，将所述硅片I减薄到需要的100微米至150微米厚度。图3A中，截面A所示出的平面为所述硅片I的正面一侧；截面C所示的平面位于所述硅片I的背面一侧，所述硅片I减薄后的背面表面位于所述截面C处。
步骤二、如图3A所示，从减薄的所述硅片I的背面进行N型的离子注入并形成一场阻断层3，所述场阻断层3的N型载流子浓度高于所述硅片I中的N型载流子浓度。所述场阻断层3的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。所述场阻断层3的区域即为截面B和截面C之间的区域。
步骤三、如图3A所示，在形成有所述场阻断层3的所述硅片I的背面形成沟槽23，所述沟槽23的深度小于所述场阻断层3的厚度，所述沟槽23的宽度大于0.1微米。本发明实施例一中，所述沟槽23的侧壁为垂直结构，在其它实施例中所述沟槽23的侧壁也能选择倾斜结构。所述沟槽23将所述场阻断层3分割成位于各所述沟槽23的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽23间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度。
如图3B所示，令所述沟槽23的宽度为a，各相邻所述沟槽23间的间距即各所述第二场阻断层的横向宽度为b，所述沟槽23的深度为C，所述场阻断层3的厚度为d，如果激光退火能达到的所述第一有效深度为E，那么会有:d-E彡c彡d，b彡2E，a彡0.1微米。
步骤四、如图3B所示，从形成有所述沟槽23的所述硅片I的背面方向对所述场阻断层3进行激光退火，激光退火将所述场阻断层3中的N型杂质进行激活和扩散。由于所述沟槽23将所述场阻断层3 分割成了第一场阻断层和第二场阻断层，故虽然所述场阻断层3的厚度d远大于所述第一有效深度为E，但是所述第一有效深度E仍然大于等于所述第一场阻断层的厚度，故激光能够沿着垂直所述截面C的方向对所述第一场阻断层进行完全退火；同时所述第二场阻断层的横向宽度b小于等于所述第一有效深度E的2倍，故激光能够从所述第二场阻断层的侧面对所述第二场阻断层进行完全退火。最后实现对整个所述场阻断层3完全的激光退火。
步骤五、如图3C所示，从所述硅片I的背面方向在所述沟槽23中填充第一种材料。本发明实施例一中的所述第一种材料为N型娃23a。所述N型娃23a的杂质浓度小于所述场阻断层3的杂质浓度，这样能改善器件关断时的特性，实现软关断。
本发明实施例一中的位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述N型硅23a被保留。
在其它实施例中，位于所述沟槽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，则需在填充所述N型硅23a前，在所述沟槽23外部的所述硅片I的背面上形成一介质层；之后再填充所述N型硅23a ;之后再利用化学机械研磨(CMP)工艺或回刻工艺对所述N型硅23a进行刻蚀，刻蚀时以所述介质层为停止层，最后实现将位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述N型硅23a去除。
如图3D所示，在所述沟槽23中填充了所述第一种材料之后。接下来的背面工艺是在所述硅片I的背面形成P型层4，本发明实施例一中所述P型层4作为N型的场阻断型IGBT器件的P型发射极。所述P型层4厚度为0.1微米至I微米，也能采用激光退火。之后再在所述P型层4上形成背面金属14，背面金属14将所述P型发射极引出。
上述步骤一至最后的背面金属14的形成都是形成本发明实施例一 N型的场阻断型IGBT器件所采用的背面工艺，要形成完整的N型的场阻断型IGBT器件还行要结合正面工艺。正面工艺放置于步骤一之前，即完成正面工艺之后才进行步骤一之后的背面工艺。对于N型的场阻断型IGBT器件的正面工艺，可以利用类似于VDMOS的已熟知的工艺流程完成，如图3E所示，正面工艺包括:位于所述硅片I上端的栅氧5和多晶硅电极6的形成，P阱7、N+源8的形成，包覆所述多晶硅电极6的层间介质膜9、接触孔10的形成，P+接触注入层11的形成，源金属电极12的形成和所述多晶硅电极6的金属电极的形成(未图示)。在所述P阱7和所述场阻断层3之间的所述硅片I组成器件的N型漂移区。采用了上述正面工艺后背面工艺之后，最后形成了本发明实施一的场阻断型半导体器件。
如图4所示，为本发明实施例二场阻断型半导体器件的制造方法的步骤中的器件结构图。本发明实施例二和本发明实施例一的区别是，步骤五中在所述沟槽23中填充第一种材料为P型硅23b。所述P型硅23b的浓度大于1E17CM_3，实现透明发射极的效果。位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述P型硅23b被去除。在本发明实施例二的另一实施方式中，所述P型硅23b的掺杂浓度和所述硅片I或者所述场阻断层3的杂质浓度在同一数量级上，位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述P型硅23b被保留。
在其它实施例中，步骤五中在所述沟槽23中填充第一种材料也能为介质膜。位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述介质膜被去除。填充介质膜后器件的结构也和图4相同。
如图5所示，为本发明实施例三场阻断型半导体器件的制造方法的步骤中的器件结构图。本发明实施例三和本发明实施例一的区别是，在本发明实施例三的步骤二中所形成的沟槽23的侧壁为倾斜结构；在步骤五中填充的第一种材料23c，能为N型硅，P型硅，或介质膜，且位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一种材料23c被去除。
如图6所示，是本发明实施例四场阻断型半导体器件的制造方法流程图。本发明实施四方法和本发明实施例一方法的区别是先形成沟槽，再形成场阻断层，且形成的沟槽的侧壁为倾斜结构。具体包括如下步骤:
步骤一、如图3A所示，从背面对所述N型硅片I进行减薄，将所述硅片I减薄到需要的厚度。
步骤二、如图3A所示，在所述硅片I的背面形成沟槽23，各所述沟槽23的宽度大于0.1微米，各相邻所述沟槽23间的距离小于等于2倍的激光退火能达到的第一有效深度E ;所述沟槽23的侧壁为倾斜结构,所述沟槽23的侧壁结构请参考图5所示。
步骤三、如图3A所示，在形成有所述沟槽23的所述硅片I背面进行N型的离子注入并形成一场阻断层3，所述场阻断层3的N型载流子浓度高于所述硅片I中的N型载流子浓度。所述场阻断层的3离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
所述沟槽23将所述场阻断层3分割成位于各所述沟槽23的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽23间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度。
如图3B所示，令所述沟槽23的宽度为a，各相邻所述沟槽23间的间距即各所述第二场阻断层的横向宽度为b，所述沟槽23的深度为C，所述场阻断层3的厚度为d，如果激光退火能达到的所述第一有效深度为E，那么会有:d-E彡c彡d，b彡2E，a彡0.1微米。
步骤四、如图3B所示，从所述硅片I的背面方向对所述场阻断层3进行激光退火，激光退火将所述场阻断层3中的N型杂质进行激活和扩散。由于所述沟槽23将所述场阻断层3分割成了第一场阻断层和第二场阻断层，故虽然所述场阻断层3的厚度d远大于所述第一有效深度为E，但是所述第一有效深度E仍然大于等于所述第一场阻断层的厚度，故激光能够沿着垂直所述截面C的方向对所述第一场阻断层进行完全退火；同时所述第二场阻断层的横向宽度b小于等于所述第一有效深度E的2倍，故激光能够从所述第二场阻断层的侧面对所述第二场阻断层进行完全退火。最后实现对整个所述场阻断层3完全的激光退火。
步骤五、如图5所示，从所述硅片I的背面方向在所述沟槽23中填充第一种材料。本发明实施例四中的所述第一种材料23c能为N型娃,P型娃，或介质膜。所述第一种材料23c选择N型硅时，位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一种材料23c能被去除或保留；所述第一种材料23c选择P型硅时，位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一种材料23c被去除；所述第一种材料23c选择介质膜时，位于所述沟槽23外部的所述硅片I的背面的所述第一种 材料23c被去除。
通过在步骤五之后形成P型发射极以及背面金属，在步骤一之前形成器件的正面工艺，最后能形成本发明实施例四场阻断型半导体器件，即本发明实施例四N型的场阻断型IGBT器件。
以上各实施例只是以漂移区为N型的场阻断型IGBT器件为例进行说明，本发明方法同样适用于对应漂移区为P型的场阻断型IGBT器件，只需将各实施例中的各掺杂区域的掺杂类型进行反过来就行即N型的变为P型、P型的变为N型。通过改变正面工艺，本发明方法也同样适用于利用P/N薄层来承受反向电压的其他器件，至少包括IGBT、二极管、MOSFET等器件之中。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为承担截止电压的半导体器件漂移区的掺杂类型； 步骤二、从减薄的所述硅片的背面进行第一导电类型的离子注入并形成所述场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度； 步骤三、在形成有所述场阻断层的所述硅片的背面形成沟槽，所述沟槽的深度小于所述场阻断层的厚度，所述沟槽的宽度大于0.1微米；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度； 步骤四、从形成有所述沟槽的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散； 步骤五、从所述硅片的背面 方向在所述沟槽中填充第一种材料。
2.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于:所述第一导电类型为N型，步骤二中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
3.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于:步骤三中所形成的所述沟槽的侧壁为垂直结构、或倾斜结构。
4.如权利要求1所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于:步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
5.一种场阻断型半导体器件的制造方法，场阻断型半导体器件为包含有场阻断层的绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、从背面对第一导电类型硅片进行减薄；第一导电类型为场阻断型半导体器件的漂移区的掺杂类型； 步骤二、在所述硅片的背面形成沟槽，各所述沟槽的宽度大于0.1微米，各相邻所述沟槽间的距离小于等于2倍的激光退火能达到的第一有效深度；所述沟槽的侧壁为倾斜结构； 步骤三、在形成有所述沟槽的所述硅片背面进行第一导电类型的离子注入并形成所述场阻断层，所述场阻断层的第一导电类型载流子浓度高于所述硅片中的第一导电类型载流子浓度；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于所述第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度； 步骤四、从形成有所述场阻断层的所述硅片的背面方向对所述场阻断层进行激光退火，激光退火将所述场阻断层中的第一导电类型杂质进行激活和扩散； 步骤五、从所述硅片的背面方向在所述沟槽中填充第一种材料。
6.如权利要求5所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于:所述第一导电类型为N型，步骤三中所述场阻断层的离子注入的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
7.如权利要求5所述的场阻断型半导体器件的制造方法，其特征在于:步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，步骤五中所填充的所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
8.一种场阻断型半导体器件的器件结构，场阻断型半导体器件为绝缘栅双极晶体管、快速恢复二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述场阻断型半导体器件包括: 一场阻断层，由 形成于第一导电类型的硅片背面的第一导电类型的离子注入区组成，所述场阻断层的离子注入区为一激光退火的激活和扩散区； 沟槽，形成于所述硅片的背面，所述沟槽的深度小于所述场阻断层的厚度，所述沟槽的宽度大于0.1微米；所述沟槽将所述场阻断层分割成位于各所述沟槽的底部的第一场阻断层、和位于各相邻所述沟槽间的第二场阻断层，各所述第一场阻断层的厚度小于等于激光退火能达到的第一有效深度、各所述第二场阻断层横向宽度小于等于2倍的所述第一有效深度； 在所述沟槽填充有第一种材料。
9.如权利要求8所述的场阻断型半导体器件的器件结构，其特征在于:所述第一导电类型为N型，所述场阻断层的离子注入区的杂质为磷、砷、硒和硫四种杂质中一个或多个的组合。
10.如权利要求8所述的场阻断型半导体器件的器件结构，其特征在于:所述第一种材料为具有第一导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；或者，所述第一种材料为具有第二导电类型掺杂的硅，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除或保留；所述第一种材料为具有介质膜，位于所述沟槽外部的所述硅片的背面的所述第一种材料被去除。
全文摘要
本发明公开了一种场阻断型半导体器件的制造方法，本发明方法通过在硅片的背面形成沟槽，能使场阻断层分割成深度小于等于激光退火能达到的第一有效深度的第一场阻断层、以及横向宽度小于等于2倍的第一有效深度的第二场阻断层，从而能对场阻断层进行三维方向的激光退火；由于是激光退火，故能提高场阻断层激活率；虽然激光退火的第一有效深度只有1微米～2微米，但是采用本发明方法后，场阻断层的厚度不受激光退火的第一有效深度的限制，所以能提高场阻断层的深度。本发明还公开了一种场阻断型半导体器件的器件结构。
文档编号H01L21/324GK103199018SQ20121000410
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者肖胜安 申请人:上海华虹Nec电子有限公司