[發明專利]深槽高壓終端結構的制作方法以及高壓半導體器件

無效

• 申請號: 201110138657.0
• 申請日: 2011-05-26
• 公開（公告）號: CN102214583A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 陳雪萌
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/331;H01L29/06;H01L29/78;H01L29/739
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體來說，本發明涉及一種截斷型深槽高壓終端結構的制作方法以及一種具有該截斷型深槽高壓終端結構的高壓半導體器件。

背景技術

高壓半導體器件為了實現很高的擊穿電壓，必須使用終端結構(Termination?Structure)來減小器件的表面電場，使擊穿電壓盡可能地接近平面結。一般來說，終端結構大致可以分為延伸型和截斷型兩大類。

圖1為現有技術中一個延伸型的終端結構的剖面結構示意圖。如圖所示，例如在P型襯底上形成有主結(位于圖中左側)，而延伸型終端結構具體來說是在主結的邊緣處(此處耗盡區的輪廓通常是彎曲的，電力線比較密集)設置一些延伸結構(圖中為兩個，均位于主結右側)。這些延伸結構實際上起到將主結耗盡區向外展寬的作用，將電力線比較密集(如圖中箭頭所示)的耗盡區輪廓延伸到右側那個終端結構的外側邊緣處。這樣，位于半導體器件下方的耗盡區的輪廓基本呈平直線狀，電力線在此處也比較均勻，從而能降低器件表面處的電場強度，提高擊穿電壓。這類終端結構通常用于類似于CMOS的平面工藝，如場板、場限環等。

圖2為現有技術中一個截斷型的終端結構的剖面結構示意圖。如圖所示，線J₁上方或J₂下方均為P+摻雜區域，線J₁和J₂之間為N摻雜區域。虛線1和3之間的區域為由線J₁分開的PN結的耗盡區的邊緣；虛線2和4之間的區域為由線J₂分開的PN結的耗盡區的邊緣。如圖2左側及左上側所示，該PN結的耗盡區的邊緣出現彎曲的部分被物理截斷，此處電力線比較密集(如圖中箭頭所示)，其具體手段可以采用濕法腐蝕曲面槽、劃片及引線焊接后的邊緣腐蝕、圓片的邊緣磨角、干法刻蝕深槽等。即截斷型的終端結構將PN結邊緣截斷并利用截斷的形貌影響器件表面電場分布，再結合良好的表面鈍化工藝實現表面擊穿的改善。這類終端結構通常適用于臺面或刻槽工藝。

但是，上述現有技術分別還存在如下缺陷：

延伸型終端結構無法實現較高的擊穿電壓，并且其需要占據大量的芯片面積，造成芯片利用率不高，增加了生產成本；而截斷型終端結構與通用的集成電路工藝不太兼容，生產成本太高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種截斷型深槽高壓終端結構以及一種具有該截斷型深槽高壓終端結構的高壓半導體器件，減小所占用的芯片面積并與通用的集成電路工藝相兼容。

為解決上述技術問題，本發明提供一種深槽高壓終端結構的制作方法，包括步驟：

提供半導體襯底，其上依次形成有高壓半導體器件、覆蓋所述高壓半導體器件的氧化層以及圖形化的互連線；

依次刻蝕所述氧化層和半導體襯底，在所述高壓半導體器件兩側分別形成深槽，所述深槽刻蝕掉一部分阱區并延伸至所述半導體襯底中；

在所述氧化層表面涂覆阻擋材料，所述深槽也會被同步填滿；

在所述高壓半導體器件的引線孔的位置刻蝕所述阻擋材料，露出底部的互連線。

可選地，所述半導體襯底為N型硅襯底，所述阱區為P阱。

可選地，所述氧化層采用干法刻蝕法去除，刻蝕氣體包括CF₄。

可選地，所述N型硅襯底采用深反應離子刻蝕法去除，刻蝕氣體包括CF₄、SF₆和O₂。

可選地，所述高壓半導體器件為VDMOS或者IGBT。

可選地，所述阻擋材料為聚酰亞胺。

相應地，本發明還提供一種高壓半導體器件，形成于半導體襯底上，高壓半導體器件高壓半導體器件包括：

位于所述半導體襯底上的柵極；

分別位于所述柵極兩側的器件阱區；

覆蓋所述半導體襯底和柵極的氧化層，其上布有圖形化的互連線；

分別位于所述器件阱區兩側的深槽，所述深槽刻蝕一部分阱區并延伸至所述半導體襯底中；

涂覆所述氧化層和填充所述深槽的阻擋材料，其中所述器件引線孔位置處的阻擋材料被去除并露出所述互連線。

可選地，所述半導體襯底為N型硅襯底，所述阱區為P阱。

可選地，所述N型硅襯底采用深反應離子刻蝕法刻蝕，刻蝕氣體包括CF₄、SF₆和O₂。

可選地，所述高壓半導體器件為VDMOS或者IGBT。

可選地，所述阻擋材料為聚酰亞胺。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：