[發(fā)明專利]一種具有保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110571559.X
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN113363144A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李花祿;袁曉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 源字節(jié)（蘇州）科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/265
• 分類號(hào): H01L21/265;H01L21/266;H01L21/324;H01L21/02;H01L23/552
• 代理公司: 北京鼎德寶專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11823
• 代理人: 牟炳彥

本發(fā)明涉及一種具有保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件。通過在形成半導(dǎo)體外延層之前先在所述半導(dǎo)體基底中第一保護(hù)環(huán)，然后再在半導(dǎo)體基底上外延生長一半導(dǎo)體外延層，進(jìn)而在外延層中通過多次離子注入和多次熱處理以形成第二保護(hù)環(huán)，且通過在第一保護(hù)環(huán)中形成第一金屬阻擋層，且在第二保護(hù)環(huán)中形成第二金屬阻擋層。且通過優(yōu)化第一保護(hù)環(huán)和第二保護(hù)環(huán)的具體工藝參數(shù)，有效提高半導(dǎo)體器件的抗電磁波沖擊能力，進(jìn)而可以保護(hù)半導(dǎo)體器件不受損壞。且通過在所述第二環(huán)形溝槽中交替沉積金屬材料和絕緣材料以形成金屬/絕緣疊層，可以改善第二環(huán)形溝槽的填充效果，避免孔洞和孔隙的存在，進(jìn)而防止其抗電磁波沖擊的能力下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制備過程中，通常需要在半導(dǎo)體器件的功能區(qū)的四周區(qū)域通過離子注入工藝形成保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)。然而現(xiàn)有的保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)主要是為了減少器件的漏電流或者是提高功率器件的擊穿電壓，而在抵抗電磁波沖擊方面的效果不顯著，進(jìn)而需要在半導(dǎo)體器件的封裝過程中，額外設(shè)置金屬屏蔽結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加了制造成本，且導(dǎo)致半導(dǎo)體器件失效的幾率增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種具有保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件的制備方法，包括以下步驟：

（1）提供一半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底上形成第一掩膜，利用所述第一掩膜在所述半導(dǎo)體基底中第一保護(hù)環(huán)。

（2）接著在所述第一保護(hù)環(huán)中形成第一環(huán)形溝槽，接著在所述第一環(huán)形溝槽中沉積金屬材料以形成第一金屬阻擋層，所述第一金屬阻擋層共形的形成在所述第一環(huán)形溝槽的底面和側(cè)壁，且所述第一金屬阻擋層不填滿所述第一環(huán)形溝槽。

（3）接著在所述半導(dǎo)體基底上外延生長一半導(dǎo)體外延層，所述半導(dǎo)體外延層的一部分嵌入到所述第一環(huán)形溝槽中。

（4）接著在對(duì)應(yīng)所述第一保護(hù)環(huán)的區(qū)域?qū)λ霭雽?dǎo)體外延層進(jìn)行第一次離子注入工藝，接著進(jìn)行第一次熱擴(kuò)散，接著進(jìn)行第二次離子注入工藝，接著進(jìn)行第二次熱擴(kuò)散，以形成摻雜擴(kuò)散區(qū)。

（5）接著在所述摻雜擴(kuò)散區(qū)形成中形成第二環(huán)形溝槽，接著在所述第二環(huán)形溝槽的底部進(jìn)行第三次離子注入工藝，接著進(jìn)行第三次熱擴(kuò)散。

（6）接著在所述第二環(huán)形溝槽中沉積金屬材料以形成第二金屬阻擋層，所述第二金屬阻擋層共形的形成在所述第二環(huán)形溝槽的底面和側(cè)壁，且所述第二金屬阻擋層不填滿所述第二環(huán)形溝槽。

（7）接著在所述第二環(huán)形溝槽中交替沉積金屬材料和絕緣材料以形成金屬/絕緣疊層。

（8）接著在所述金屬/絕緣疊層上沉積多晶硅，接著進(jìn)行第四次離子注入工藝，接著進(jìn)行第四次熱擴(kuò)散，以形成第二保護(hù)環(huán)。

（9）接著在位于所述第二保護(hù)環(huán)所圍繞的所述半導(dǎo)體外延層的區(qū)域中形成功能器件區(qū)。

在優(yōu)選的技術(shù)方案中，在所述步驟（1）中，在所述半導(dǎo)體基底上通過PECVD法或熱氧化法形成一層氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，接著進(jìn)行光刻圖案化處理，以形成所述第一掩膜，所述第一掩膜具有暴露所述半導(dǎo)體基底的開口，接著利用所述第一掩膜對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行離子注入，注入能量為30-80keV，注入劑量為1×10¹⁴-1×10¹⁶cm^-3，接著在800-1000℃下熱處理3-10分鐘，以形成所述第一保護(hù)環(huán)。

在優(yōu)選的技術(shù)方案中，在所述步驟（2）中，通過濕法刻蝕工藝或干法刻蝕工藝在所述第一保護(hù)環(huán)中形成所述第一環(huán)形溝槽，所述第一金屬阻擋層的厚度為5-10納米，所述第一金屬阻擋層的材質(zhì)為銅、鋁、鈦、鈀、銀中的一種或多種，所述第一金屬阻擋層通過電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍、磁控濺射或化學(xué)氣相沉積工藝形成。