本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶圓及其制備方法。

背景技術(shù)：

超結(jié)(Super Junction)技術(shù)是用多個(gè)交替的P-N條代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漂移區(qū)，在導(dǎo)通狀態(tài)下，電流流過髙摻雜P/N型區(qū)，從而使導(dǎo)通電阻變?。辉陉P(guān)斷狀態(tài)下，交替P-N相互補(bǔ)償提供一個(gè)高的擊穿電壓。因此能夠顯著提高芯片性能、減小芯片面積。自提出以來，眾多學(xué)者對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，發(fā)明超結(jié)MOS、超結(jié)IGBT等超結(jié)結(jié)構(gòu)器件。超結(jié)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)一般采用多次注入，多層外延形成超結(jié)的方案。但工藝非常復(fù)雜，成本昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓及其制備方法，簡(jiǎn)化工藝、降低制造成本。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種晶圓，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的晶粒，每個(gè)晶粒包括底部的N型襯底、N型襯底上方的氧化層、氧化層上方的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)，超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)包括P型摻雜區(qū)與N型摻雜區(qū)，兩種摻雜區(qū)中至少一種劃分為多個(gè)子區(qū)域，同種摻雜類型的相鄰子區(qū)域被另一種類型的摻雜區(qū)分隔開。

作為優(yōu)選方式，P型摻雜區(qū)劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，N型摻雜區(qū)劃分為N型子區(qū)域41、42、…、4n、…，兩種摻雜類型的子區(qū)域交替排列成一行。

作為優(yōu)選方式，P型摻雜區(qū)劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，各P型子區(qū)域按多行多列排列，相鄰的各P型子區(qū)域被N型摻雜區(qū)分隔開。

作為優(yōu)選方式，N型摻雜區(qū)劃分為N型子區(qū)域41、42、…、4n、…，各N型子區(qū)域按多行多列排列，相鄰的各N型子區(qū)域被P型摻雜區(qū)分隔開。

作為優(yōu)選方式，所述各子區(qū)域?yàn)闂l形或方形或六邊形或圓形或三角形。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供一種上述晶圓的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用N型硅片作材料A，采用P型硅片作材料B；

(2)材料A正面注入氧離子，材料B正面注入氫離子；

(3)材料A按圖形刻槽，材料B按相反的圖形刻槽；

(4)形成槽的材料B與形成槽的材料A對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C；

(5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；

(6)晶圓表面處理。

作為優(yōu)選方式，材料A的刻槽深度與材料B的刻槽深度相同。這樣可以使材料A與B拼接的時(shí)候更吻合。

作為優(yōu)選方式，材料A的刻槽深度小于注入氧離子深度，材料B的刻槽深度小于注入氫離子深度。這樣剝離后超結(jié)元胞上表面有一定的區(qū)域。

作為優(yōu)選方式，材料A、材料B分別采用正性膠和負(fù)性膠，使用統(tǒng)一掩模板。

作為優(yōu)選方式，在步驟(5)和步驟(6)之間還包括步驟：

(5.1)半導(dǎo)體C表面處理；

(5.2)材料B表面注入氫離子；

(5.3)材料B按圖形刻槽，半導(dǎo)體C按相反的圖形刻槽；

(5.4)半導(dǎo)體C與形成槽的材料B對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C′；

(5.5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；如果P型子區(qū)域、N型子區(qū)域的深度達(dá)到要求就進(jìn)入步驟(6)，否則就轉(zhuǎn)到步驟(5.1)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明晶圓無需多次注入、多層外延，簡(jiǎn)化了工藝流程，從而降低制作成本。本發(fā)明晶圓可形成超高深寬比的P-N條，應(yīng)用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種晶圓示意圖；

圖2(a)為實(shí)施例1中晶粒的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)排布俯視圖；

圖2(b)為圖2(a)中沿oo’截面的剖視圖；

圖3(a)為實(shí)施例2中晶粒的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)排布示意圖；

圖3(b)為圖3(a)中沿oo’截面的剖視圖；

圖4(a)為實(shí)施例3中晶粒的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)排布示意圖；

圖4(b)為圖4(a)中沿oo’截面的剖視圖；

圖5(a)為實(shí)施例4中晶粒的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)排布示意圖；

圖5(b)為圖5(a)中沿oo’截面的剖視圖；

圖6(a)～圖6(f)為本發(fā)明提供的一種晶圓制造過程示意圖.

其中，1為晶圓，2為晶粒，3為P型摻雜區(qū)，4為N型摻雜區(qū)，31、32、…、3n為P型子區(qū)域，41、42、…、4n為N型子區(qū)域，5為超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)外的其他材料區(qū)域，7為氧化層，8為N型襯底，

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種晶圓1，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的晶粒2，每個(gè)晶粒2包括底部的N型襯底8、N型襯底8上方的氧化層7、氧化層7上方的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶粒2中間的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)包括P型摻雜區(qū)3與N型摻雜區(qū)4，如圖2(a)、2(b)所示，P型摻雜區(qū)3劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，N型摻雜區(qū)4劃分為N型子區(qū)域41、42、…、4n、…，兩種摻雜類型的子區(qū)域都為條形，兩種子區(qū)域交替排列成一行，相鄰的P型子區(qū)域31、32、…、3n、…分別被N型子區(qū)域41、42、…、4n、…分隔開。

上述晶圓的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用N型硅片作材料A，采用P型硅片作材料B；

(2)材料A正面注入氧離子，材料B正面注入氫離子；

(3)材料A按圖形刻槽，材料B按相反的圖形刻槽；

(4)形成槽的材料B與形成槽的材料A對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C；

(5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；

(6)晶圓表面處理。

實(shí)施例2

一種晶圓1，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的晶粒2，每個(gè)晶粒2包括底部的N型襯底8、N型襯底8上方的氧化層7、氧化層7上方的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶粒2中間的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)包括P型摻雜區(qū)3與N型摻雜區(qū)4，如圖3(a)、3(b)所示，P型摻雜區(qū)3劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，各P型子區(qū)域?yàn)榉叫吻遗帕谐啥嘈卸嗔胁⑾嗷?duì)齊，相鄰的各P型子區(qū)域被N型摻雜區(qū)4分隔開，即在同一行上，相鄰的P型子區(qū)域之間為N型摻雜區(qū)4；在同一列上，相鄰的P型子區(qū)域之間被N型摻雜區(qū)4分隔開。

上述晶圓的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用N型硅片作材料A，采用P型硅片作材料B；

(2)材料A正面注入氧離子，材料B正面注入氫離子；

(3)材料A按圖形刻槽，材料B按相反的圖形刻槽；

(4)形成槽的材料B與形成槽的材料A對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C；

(5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；

(6)晶圓表面處理。

材料A的刻槽深度與材料B的刻槽深度相同。這樣可以使材料A與B拼接的時(shí)候更吻合。

材料A的刻槽深度小于注入氧離子深度，材料B的刻槽深度小于注入氫離子深度，這樣剝離后超結(jié)元胞上表面有一定的區(qū)域。

實(shí)施例3

一種晶圓1，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的晶粒2，每個(gè)晶粒2包括底部的N型襯底8、N型襯底8上方的氧化層7、氧化層7上方的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶粒2中間的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)包括P型摻雜區(qū)3與N型摻雜區(qū)4，如圖4(a)、4(b)所示，P型摻雜區(qū)3劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，各P型子區(qū)域?yàn)榉叫吻遗帕谐啥嘈卸嗔?，相鄰的各P型子區(qū)域被N型摻雜區(qū)4分隔開，即在同一行上，相鄰的P型子區(qū)域之間為N型摻雜區(qū)4；與實(shí)施例2不同的是相鄰的上下各行橫向錯(cuò)開一定距離，隔行在列方向上對(duì)齊，在同一列上相鄰的P型子區(qū)域之間被N型摻雜區(qū)4分隔開。

上述晶圓的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用N型硅片作材料A，采用P型硅片作材料B；

(2)材料A正面注入氧離子，材料B正面注入氫離子；

(3)材料A按圖形刻槽，材料B按相反的圖形刻槽；

(4)形成槽的材料B與形成槽的材料A對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C；

(5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；

(5.1)半導(dǎo)體C表面處理；

(5.2)材料B表面注入氫離子；

(5.3)材料B按圖形刻槽，半導(dǎo)體C按相反的圖形刻槽；

(5.4)半導(dǎo)體C與形成槽的材料B對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C′；

(5.5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；如果P型子區(qū)域、N型子區(qū)域的深度達(dá)到要求就進(jìn)入步驟(6)，否則就轉(zhuǎn)到步驟(5.1)。

(6)晶圓表面處理。

材料A的刻槽深度與材料B的刻槽深度相同。這樣可以使材料A與B拼接的時(shí)候更吻合。

材料A的刻槽深度小于注入氧離子深度，材料B的刻槽深度小于注入氫離子深度。這樣剝離后超結(jié)元胞上表面有一定的區(qū)域。

材料A、材料B分別采用正性膠和負(fù)性膠，使用統(tǒng)一掩模板。

實(shí)施例4

一種晶圓1，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的晶粒2，每個(gè)晶粒2包括底部的N型襯底8、N型襯底8上方的氧化層7、氧化層7上方的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶粒2中間的超結(jié)元胞結(jié)構(gòu)包括P型摻雜區(qū)3與N型摻雜區(qū)4，如圖5(a)、5(b)所示，P型摻雜區(qū)3劃分為P型子區(qū)域31、32、…、3n、…，各P型子區(qū)域?yàn)榱呅吻遗帕谐啥嘈卸嗔?，相鄰的各P型子區(qū)域被N型摻雜區(qū)4分隔開，即在同一行上，相鄰的P型子區(qū)域之間為N型摻雜區(qū)4；相鄰的上下各行橫向上錯(cuò)開一定距離，隔行在列方向上對(duì)齊，在同一列上相鄰的P型子區(qū)域之間被N型摻雜區(qū)4分隔開。

上述晶圓的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用N型硅片作材料A，采用P型硅片作材料B；

(2)材料A正面注入氧離子，材料B正面注入氫離子；

(3)材料A按圖形刻槽，材料B按相反的圖形刻槽；

(4)形成槽的材料B與形成槽的材料A對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C；

(5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；

(5.1)半導(dǎo)體C表面處理；

(5.2)材料B表面注入氫離子；

(5.3)材料B按圖形刻槽，半導(dǎo)體C按相反的圖形刻槽；

(5.4)半導(dǎo)體C與形成槽的材料B對(duì)接，合成一塊半導(dǎo)體C′；

(5.5)材料B底部剝離，重復(fù)利用；如果P型子區(qū)域、N型子區(qū)域的深度達(dá)到要求就進(jìn)入步驟(6)，否則就轉(zhuǎn)到步驟(5.1)。

(6)晶圓表面處理。

材料A的刻槽深度與材料B的刻槽深度相同。這樣可以使材料A與B拼接的時(shí)候更吻合。

材料A的刻槽深度小于注入氧離子深度，材料B的刻槽深度小于注入氫離子深度。這樣剝離后超結(jié)元胞上表面有一定的區(qū)域。

材料A、材料B分別采用正性膠和負(fù)性膠，使用統(tǒng)一掩模板。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。