[發明專利]臺型半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 200910140669.X
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101604660A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 關克行;土屋尚文;鈴木彰;岡田喜久雄
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社;三洋半導體制造株式會社
• 主分類號: H01L21/784
• 分類號: H01L21/784;H01L21/329;H01L21/31;H01L27/102;H01L29/861
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及具有臺溝的半導體器件及其制造方法。本申請案中是將具 有臺溝的半導體器件表示為臺型半導體器件。

背景技術

現有技術中，就臺型半導體器件的一種類而言，已知有大功率用的臺 型二極管。茲參照圖8及圖9說明現有例的臺型二極管。圖8是顯示以矩 陣狀配置多個現有例的臺型二極管的半導體晶圓的概略平面圖。圖9是沿 著圖8的X-X線的剖面圖，顯示沿著切割線(scribe?line)DL進行切塊 (dicing)后的狀態。

于N+型半導體襯底101的表面形成N-型半導體層102。于N-型半導 體層102的表面形成有P型半導體層103，于P型半導體層103上形成有 第1絕緣膜105。此外，形成與P型半導體層103電性連接的陽極電極106。

此外，形成有從P型半導體層103的表面到達N+型半導體襯底101 的臺溝108。臺溝108形成為比N-型半導體102還深，臺溝108的底部位 于N+型半導體襯底101中。從P型半導體層103的表面至臺溝108的底部， 臺溝108的側壁具有順錐形狀呈傾斜。臺型二極管由該臺溝108包圍而具 有臺型的構造。

此外，覆蓋臺溝108的側壁而形成有由聚酰亞胺膜構成的第2絕緣膜 130，且于N+型半導體襯底101的背面形成有陰極電極107。

另外，關于臺型的半導體器件，記載于例如下述的專利文獻1。

專利文獻1：日本特開2003-347306號公報

發明內容

(發明所欲解決的課題)

雖然上述的現有例，顯示圖9所示的第2絕緣膜130是以均勻的膜厚 被覆著臺溝108的內壁，但實際上是如圖11所示，第2絕緣膜130是以 在臺溝108內壁的上部薄薄地形成并積存在臺溝108的底部的形狀來形成。 此種形狀是以下述的步驟形成。亦即，如圖10所示，在進行滴涂(dispense) 等而將第2絕緣膜130配置于臺溝108時，是以第2絕緣膜130填埋臺溝 108內，由于在之后的熱處理時，進行酰亞胺化反應等，會使第2絕緣膜 130的流動性變高，故全體而言第2絕緣膜130會流入臺溝108的底部， 以致如圖11所示，第2絕緣膜130在臺溝108內壁的上部薄薄地形成。

故，在相當于電場強度最大的PN接合部PNJC的位置的臺溝側壁110 的第2絕緣膜130的膜厚變薄，而引起PN接合的耐壓劣化及漏電流的增 大，結果即產生良率降低、可靠度降低等必須解決的嚴重課題。又，就解 決上述問題的方法而言，雖然可采取重復若干次形成第2絕緣膜的方法， 但其材料費用高，會使得半導體器件的成本提高。

(解決課題的手段)

本發明的臺型半導體器件的制造方法含有準備第1導電型的半導體襯 底，于所述半導體襯底的表面形成比所述半導體襯底低濃度的第1導電型 的第1半導體層的步驟；于所述第1半導體層的表面形成第2導電型的第 2半導體層的步驟；以掩模層局部性地被覆所述第2半導體層的表面，并 形成從所述第2半導體層的表面到達所述半導體襯底中的臺溝的蝕刻步驟； 在干O2或濕O2環境的高溫爐中，在所述臺溝內及所述第2半導體層上形 成熱氧化膜的步驟；在所述臺溝內的由所述熱氧化膜所圍成的溝內及所述 第2半導體層上的所述熱氧化膜的一部分的上方形成帶有負電荷的有機絕 緣膜的步驟；在所述形成有機絕緣膜的步驟后，在所述熱氧化膜的未形成 有所述有機絕緣膜的部分形成使所述第2半導體層露出的開口部的光刻 步驟；及在所述開口部內形成電極的步驟。

此外，本發明的臺型半導體器件具備：第1導電型的半導體襯底；第 1導電型的第1半導體層，接合于所述半導體襯底的表面且比所述半導體 襯底低濃度；第2導電型的第2半導體層，接合于所述第1半導體層的表 面，與所述第1半導體層共同形成PN接合部；臺溝，從所述第2半導體 層的表面到達所述半導體襯底中；熱氧化膜，形成在所述第2半導體層上 所述臺溝內；有機絕緣膜，形成在所述臺溝內的由所述熱氧化膜所圍成的 溝內及所述第2半導體層上的所述熱氧化膜的一部分的上方且帶有負電荷； 及電極，在形成所述有機絕緣膜的步驟之后，形成在所述熱氧化膜的未 形成有所述有機絕緣膜的部分形成的使所述第2半導體層露出的開口部內 而接觸于所述第2半導體的表面。