[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件和這種器件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980141586.0
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102187466A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 簡·雄斯基;安科·黑林格
• 申請（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括襯底，所述襯底包括：摻雜有第一導(dǎo)電類型摻雜劑的第一區(qū)域和第二區(qū)域，以及位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的、摻雜有與第一導(dǎo)電類型相反類型摻雜劑的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域由電介質(zhì)層覆蓋，所述襯底還包括在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間橫向延伸的多個溝槽，所述溝槽填充有絕緣材料并且具有預(yù)定深度，并且通過有源條帶間隔開，所述有源條帶包括具有深度不超過所述預(yù)定深度的摻雜分布。

本發(fā)明還涉及一種制造這種半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

在包括p-n結(jié)的半導(dǎo)體器件中，包括例如簡單的二極管以及諸如場效應(yīng)晶體管、雙極型晶體管或者閘流晶體管之類的復(fù)雜器件，高摻雜水平減小了串聯(lián)阻抗。然而另一方面，低摻雜水平允許施加高的反向電壓。在這些量之間存在折衷，并且對于簡單二極管的最大可實現(xiàn)折衷是看作一維硅限制。

已知多種結(jié)構(gòu)可以提供比一維限制更好的結(jié)果。這些結(jié)構(gòu)典型地是已知為減小表面場(RESURF)結(jié)構(gòu)。可以使用利用場板或半絕緣膜的結(jié)整形或者場整形。

可選的方法使用電介質(zhì)層橋接所述結(jié)，EP519741A2是這種技術(shù)的示例。然而，這些方法全都顯著地增加了制造工藝的復(fù)雜性，并且特別是他們通常不與標準工藝兼容，因為他們要求在標準工藝中不存在的附加的掩模和處理步驟。在增加這些附加的工藝步驟時需要較大的費用。

在PCT專利公開WO2006/136979中已經(jīng)公開了按照簡化方式制造這種RESURF器件的方法，其公開了根據(jù)起始段落的制造半導(dǎo)體器件的方法。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：盡管該方法允許使用標準工藝制造半導(dǎo)體器件，在該公開中所公開的半導(dǎo)體器件的一些實施例可能會受到依賴于制造質(zhì)量和工藝控制的有限柵極電介質(zhì)壽命，其本身顯現(xiàn)出柵極氧化物層的時間依賴電介質(zhì)擊穿(TDDB)。對于工藝變化減小的魯棒性也限制了產(chǎn)品轉(zhuǎn)移以及移動至不同的CMOS公司。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明試圖提供一種根據(jù)起始段落的具有改進柵極電介質(zhì)壽命的半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明還試圖提供一種制造這種半導(dǎo)體器件的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，所述襯底包括：摻雜有第一導(dǎo)電類型摻雜劑的第一區(qū)域和第二區(qū)域，以及位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的、摻雜有與第一導(dǎo)電類型相反類型摻雜劑的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域由電介質(zhì)層覆蓋，所述襯底還包括在所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域之間橫向延伸的多個溝槽，所述溝槽填充有絕緣材料并且具有預(yù)定深度，并且通過有源條帶間隔開，所述有源條帶包括深度不超過所述預(yù)定深度的摻雜分布，其中每一個溝槽通過襯底部分與所述第三區(qū)域間隔開，使得所述襯底部分和所述溝槽之間的各個邊界沒有由所述柵極電介質(zhì)層覆蓋。

本發(fā)明是基于這樣的認識：在WO2006/136979的一些半導(dǎo)體器件中氧化層壽命的減小可能是由柵極電介質(zhì)和這些器件的源極區(qū)和漏極區(qū)之間的橫向淺溝槽的角之間的重疊引起的，由于在這些角落處柵極電介質(zhì)層的減薄。盡管在WO2006/136979的一些器件中，通過將穿過諸如溝道區(qū)之類的第三區(qū)域的淺溝槽延伸至諸如源極區(qū)之類的第一區(qū)域避免了這一問題，這些器件仍然受到較低的電流驅(qū)動，這意味著必須增加這些器件的管腳面積，以滿足它們的性能要求，這也并非是必要的，并且實際上限制了這些器件應(yīng)用于專用應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用性。

根據(jù)本發(fā)明，所述淺溝槽在諸如溝道區(qū)之類的第三區(qū)域前面終止，使得例如柵極電介質(zhì)之類的電介質(zhì)不會與溝槽角落重疊，確保了在不受到這些器件的低電流驅(qū)動懲罰的情況下，大大地避免了TDDB效應(yīng)。所述電介質(zhì)可以是柵極氧化物或者另外合適的電介質(zhì)，所述另外合適的電介質(zhì)適用于提供所述第三區(qū)域和諸如柵極之類的控制端子之間的電絕緣層。

在實施例中，所述第三區(qū)域和所述邊界之間的距離不會超過有源條帶的寬度，這確保了沒有對半導(dǎo)體器件的性能進行折衷，并且實際上甚至通過在所述第三區(qū)域和一側(cè)上的有源條帶以及另一側(cè)上的淺溝槽之間的p-n結(jié)之間存在襯底部分，可以改進半導(dǎo)體器件的性能。

優(yōu)選地，所述有源條帶的寬度不會超過對于摻雜分布的所述摻雜濃度的擊穿電壓處的一維耗盡寬度，以確保所述半導(dǎo)體器件可以超過前述一維限制進行操作。