[發明專利]帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202110897248.2
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113782432A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 顏樹范
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本申請涉及半導體集成電路制造技術領域，具體涉及帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件及其制造方法。器件包括：有源區和終端保護區，終端保護區位于有源區的外周；終端保護區中形成溝槽型屏蔽柵結構；溝槽型屏蔽柵結構，包括：屏蔽柵溝槽，屏蔽柵溝槽從終端保護區位置處的基底層上表面向下延伸；屏蔽柵氧化層，屏蔽柵氧化層依照帶有屏蔽柵溝槽的終端保護區表面形貌，覆蓋在終端保護區位置處的基底層表面，在屏蔽柵溝槽位置處形成屏蔽柵多晶硅容置空間；屏蔽柵多晶硅結構，屏蔽柵多晶硅結構包括填充在屏蔽柵多晶硅容置空間中的第一屏蔽柵多晶硅部，和覆蓋在屏蔽柵氧化層上的第二屏蔽柵多晶硅部，第二屏蔽柵多晶硅部與第一屏蔽柵多晶硅部連為一體。

技術領域

本申請涉及半導體集成電路制造技術領域，具體涉及一種帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件及其制造方法。

背景技術

功率半導體器件是電能/功率處理的核心器件，主要用于大功率電力設備的電能變換和電路控制方面，其電流可達數十至數千安培，電壓可達數百伏以上，對設備的 正常運行起到關鍵作用。

在相關技術中，功率半導體器件包括有源區和終端保護環區，該終端保護環區環形包圍在該有源區外，用于保護有源區中的有源器件。對應地，該半導體器件的耐壓 能力包括兩部分：一是有源區耐壓，二是終端耐壓，其中任何一方耐壓不夠，就無法 滿足功率器件的耐壓要求。通常該終端保護環區中形成多條環形溝槽屏蔽柵結構，以 起到隔離保護作用。

圖1示出了一相關技術提供的帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件的剖視結構示意圖，從圖1中可以看出該器件包括有源區101和終端保護環區102，該終端保護環區 102位于有源區101的外周。該有源區101中形成有源器件的柵極結構11，該終端保 護環區102中形成有溝槽屏蔽柵結構12，該溝槽屏蔽柵結構12包括屏蔽柵多晶硅121 和包圍在該屏蔽柵多晶硅121外周的氧化層122。在使用時，需要將該屏蔽柵多晶硅 121連接電位以使得其周圍的襯底耗盡從而起到隔離保護作用。因此對應屏蔽柵多晶 硅121位置處的隔離介質層13中開設有屏蔽柵接觸孔131，該屏蔽柵接觸孔131與屏 蔽柵多晶硅12連通，從而使得后續步驟，在該隔離介質層13上形成的能夠提供特定 電位的保護區金屬層填充滿該屏蔽柵接觸孔131與屏蔽柵多晶硅121接觸。

但是隨著器件的特征尺寸逐漸降低，當用于形成該溝槽屏蔽柵結構12的溝槽最大尺寸與屏蔽柵接觸孔131的最小尺寸接近時，在刻蝕屏蔽柵接觸孔131時，輕微的 光刻套準偏移都容易使得氧化層122被刻蝕損傷形成圖1中的A部分所示結構。溝槽 屏蔽柵結構氧化層的損傷，會使得該溝槽屏蔽柵結構的隔離屏蔽作用失效。

發明內容

本申請提供了一種帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件及其制造方法，可以解決相關技術中屏蔽柵結構氧化層容易在接觸孔刻蝕過程中受到損傷的問題。

為了解決背景技術中所述的技術問題，本申請的第一方面，提供一種帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件，所述帶有溝槽型屏蔽結構的半導體器件包括：有源區和終端 保護區，所述終端保護區位于所述有源區的外周；

所述有源區中形成有源器件的柵極結構和源漏極；

所述終端保護區中形成溝槽型屏蔽柵結構；

所述溝槽型屏蔽柵結構，包括：

屏蔽柵溝槽，所述屏蔽柵溝槽從所述終端保護區位置處的基底層上表面向下延伸；

屏蔽柵氧化層，所述屏蔽柵氧化層依照帶有所述屏蔽柵溝槽的終端保護區表面形貌，覆蓋在所述終端保護區位置處的基底層表面，在所述屏蔽柵溝槽位置處形成屏蔽 柵多晶硅容置空間；

屏蔽柵多晶硅結構，所述屏蔽柵多晶硅結構包括填充在所述屏蔽柵多晶硅容置空間中的第一屏蔽柵多晶硅部，和覆蓋在所述屏蔽柵氧化層上的第二屏蔽柵多晶硅部， 所述第二屏蔽柵多晶硅部與所述第一屏蔽柵多晶硅部連為一體。

可選地，所述第一屏蔽柵多晶硅部的延伸方向與所述屏蔽柵溝槽的延伸方向一致。