[發明專利]一種溝槽終端結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202110023025.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112768506A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 李加洋;陶瑞龍;胡興正;薛璐;劉海波
• 申請（專利權）人: 滁州華瑞微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L21/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種溝槽終端結構及其制備方法，溝槽呈環狀分布于有源區的外圍，在溝槽的外圍設有截止環，溝槽包括若干條間斷溝槽和一條連續溝槽，所述連續溝槽位于間斷溝槽與截止環之間，每條間斷溝槽包括若干條等間距設置的間斷子溝槽，且相鄰間斷溝槽的間斷子溝槽交錯分布。本發明使得終端位置的電勢分布更均勻，并減小了終端寬度，提升了器件性能。

技術領域

本發明屬于半導體器件領域，特別涉及了一種溝槽終端結構。

背景技術

圖1給出了一種現有的普通溝槽終端結構，終端由幾條溝槽按一定間距排列，通常溝槽的寬度w相同，間距d也相同，并且最外面一圈為截止環，截止環與其他溝槽的間距h比d大。溝槽呈環狀分布于有源區外圍，主要由靠近有源區的第一根溝槽側壁的柵氧來承擔壓降，由于終端位置的溝槽寬度比有源區寬，在溝槽刻蝕時，其溝槽深度更深，溝槽側壁的柵氧化層更薄，導致終端位置的擊穿電壓低于有源區，限制了器件性能。

發明內容

為了解決上述背景技術提到的技術問題，本發明提出了一種溝槽終端結構及其制備方法，使終端位置的電勢分布更均勻，并減小終端寬度，提升器件性能。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種溝槽終端結構，溝槽呈環狀分布于有源區的外圍，在溝槽的外圍設有截止環，所述溝槽包括若干條間斷溝槽和一條連續溝槽，所述連續溝槽位于間斷溝槽與截止環之間，每條間斷溝槽包括若干條等間距設置的間斷子溝槽，且相鄰間斷溝槽的間斷子溝槽交錯分布。

進一步地，連續溝槽與間斷溝槽的間距為e，連續溝槽與截止環的間距為h，相鄰間斷溝槽的間距為d，則h的取值大于e和d的取值。

進一步地，間斷溝槽的寬度為w，連續溝槽的寬度為f，截止環的寬度為i，則i的取值大于w和f的取值。

如上述溝槽終端結構的制備方法，包括如下步驟：

（1）襯底采用N型100晶向，并摻雜砷元素或磷元素，在襯底做外延生長，所生長的外延電阻率和厚度根據器件的耐壓要求確定；

（2）在襯底表面沉積一層SiO₂膜，并在膜上進行光刻、刻蝕形成溝槽結構；

（3）在溝槽側壁通過干法氧化形成一層氧化層，然后濕法漂洗去除所有氧化層，修復溝槽刻蝕損傷，使溝槽底部圓滑；

（4）在溝槽側壁生長一層氧化層作為柵介質層；

（5）通過多晶沉積、光刻、刻蝕，形成多晶柵；

（6）在芯片表面注入硼元素，高溫退火形成P阱；通過光刻、注入、退火形成N+區，注入元素為砷元素；

（7）在N+區上淀積一層氧化層作為介質層，并在介質層上通過孔光刻、刻蝕，形成接觸孔；

（8）通過注入、退火，降低接觸孔的接觸電阻，注入的元素為B或BF₂；在接觸孔中淀積Ti或TiN層并填充金屬鎢，形成歐姆接觸孔；

（9）在P阱和介質層上淀積金屬鋁，通過刻蝕金屬鋁形成各功能區；

（10）沉積鈍化層并光刻腐蝕，形成柵極和源極的開口區；

（11）減薄襯底背面，并在襯底背面蒸鍍Ti-Ni-Ag合金。

進一步地，在步驟（2）中，SiO₂膜厚度為4000埃，溝槽結構的深度為0.6-2um，寬度為0.2-1.2um，傾斜角度為89度；

在步驟（3）中，干法氧化形成的氧化層的厚度為500-2000埃，氧化溫度為1000-1100℃；在步驟（4）中，在溝槽側壁生長的氧化層的厚度為500-1000埃，生長溫度為950℃-1050℃；在步驟（5）中，多晶的厚度為0.8-1.2um，多晶的摻雜濃度為1E19-6E19，摻雜元素為磷。