[發明專利]半導體高壓器件的結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201010100430.2
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN102136495A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 劉遠良;王飛;韓峰
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L21/306
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的結構，尤其是一種半導體高壓器件的結構。本發明還涉及一種半導體高壓器件的結構的制作方法。

背景技術

現有的高壓功率器件終端結構為多層環狀PN結，有時橫向PN結多達9～10個。現有的高壓功率器件的結構為左右對稱的結構，其每一半對稱的結構如圖1所示，包括靠近對稱軸位置的高壓晶體管結構，以及在所述高壓晶體管的外圍的多個同心的環狀PN結。所述高壓晶體管結構包括P型體區、溝槽、源極等結構，而環狀PN結將高壓晶體管結構包括在其中。圖1中包含了6個橫向PN結，增加PN結的目的在于提高高壓器件的耐壓性能。但是，現有的結構占用較大的芯片面積，并且PN結的數量越多，占用的芯片面積就越大，進而導致器件制造成本增加。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種半導體高壓器件的結構及其制作方法，只需要較小的空間尺寸就能達到足夠的耐壓性能，從而降低器件制造成本。

為解決上述技術問題，本發明半導體高壓器件的結構的技術方案是，所述半導體高壓器件呈左右對稱的結構，靠近對稱軸的位置設置有高壓晶體管結構，在所述高壓晶體管的外圍設置有多個同心的環狀PN結，在最外層的PN結外側設置有與環狀PN結同心的終端環溝槽，所述終端環溝槽內填充有氧化硅。

本發明還公開了一種上述半導體高壓器件的結構的制作方法，其技術方案是，包括先在硅襯底上光刻和刻蝕形成終端環溝槽；然后在終端環溝槽內填充氧化硅，并用回刻工藝去除表面的氧化硅，露出外延表面，保證硅片表面的平整；然后按照功率MOS器件制造的正常工藝流程完成生產過程。

本發明通過在環狀PN結外圍設置終端環溝槽，使得環狀PN結的數量可以大大減少，只占用較小的芯片面積，并達到了更好的器件耐壓性能，大大降低了器件的制造成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為現有的半導體高壓器件右側對稱部分的結構示意圖；

圖2為本發明半導體高壓器件右側對稱部分的結構示意圖。

具體實施方式

本發明公開了一種半導體高壓器件的結構，所述半導體高壓器件呈左右對稱的結構，靠近對稱軸的位置設置有高壓晶體管結構，在所述高壓晶體管的外圍設置有多個同心的環狀PN結，每一半的對稱結構如圖2所示，所述高壓晶體管結構包括P型體區、溝槽、源極等結構，而環狀PN結將高壓晶體管結構包括在其中，在最外層的PN結外側設置有與環狀PN結同心的終端環溝槽，所述終端環溝槽內填充有氧化硅。

所述環狀PN結的個數為3個。

本發明還公開了一種上述半導體高壓器件的結構的制作方法，包括先在硅襯底上光刻和刻蝕形成終端環溝槽；然后在終端環溝槽內填充氧化硅，并用回刻工藝去除表面的氧化硅，露出外延表面，保證硅片表面的平整；然后按照功率MOS器件制造的正常工藝流程完成生產過程。

本發明中最外一層終端結構采用了深溝槽加氧化物填充的工藝，這樣可以提高橫向擊穿電壓，從而提高整個器件的耐壓特性。

傳統的終端環結構中，最外側終端環底部電力線比較集中，從而導致電場強度增大，耐壓能力有限。與現有技術相比，本發明在終端環外側添加一個填充氧化物的深溝槽，可以將密集的電力線拉平疏散，從而降低此處的電場強度，提高器件的耐壓特性。

綜上所述，本發明通過在環狀PN結外圍設置終端環溝槽，使得環狀PN結的數量可以大大減少，只占用較小的芯片面積，并達到了更好的器件耐壓性能，大大降低了器件的制造成本。