專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件之間的深溝槽隔離物結(jié)構(gòu)，特別有關(guān)于一種高壓 半導(dǎo)體元件之間的深溝槽隔離物結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在集成電路芯片中，高壓半導(dǎo)體元件的布局是以深溝槽隔離物(de印trench isolation，簡(jiǎn)稱(chēng)DTI)作為高壓元件之間的隔離構(gòu)造。技術(shù)適用于高電壓與高功率的集成 電路領(lǐng)域。深溝槽隔離物可大幅地縮減元件所占的面積，并有效地避免靜電放電(ESD)和 閂鎖效應(yīng)(latch-up effect)。圖IA是顯示傳統(tǒng)高壓半導(dǎo)體元件布局的平面示意圖，圖IB是顯示圖IA的深溝槽 隔離物(DTI)沿切割線1B-1B的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1A，高壓半導(dǎo)體芯片10包含多個(gè)高 壓半導(dǎo)體元件12，橫向與縱向交錯(cuò)條狀的深溝槽隔離物(DTI) 14作為高壓元件之間的隔離 構(gòu)造。各條狀的深溝槽隔離物(DTI) 14的寬度為X，而兩溝槽隔離物14的交截處18的對(duì)角 寬度為Y，由于對(duì)角寬度Y約為深溝槽隔離物寬度X的1.4倍。請(qǐng)參閱圖1B，當(dāng)高壓元件的 維度縮小時(shí)，填入的α-多晶硅層13于深溝槽14時(shí)，開(kāi)口端α-多晶硅的輪廓靠近接觸會(huì) 導(dǎo)致孔隙16封止于深溝槽內(nèi)部。在回刻蝕α-多晶硅層13后，露出半導(dǎo)體基底11表面， 會(huì)造成孔隙16與外界連通，導(dǎo)致后續(xù)工藝中化學(xué)溶液侵入深溝槽中，影響元件的效能或失 效。更有甚者，在經(jīng)過(guò)熱工藝后，上述侵入的化學(xué)溶液揮發(fā)造成體積膨脹致使半導(dǎo)體基底11 破裂。上述現(xiàn)象在兩溝槽隔離物14的交截處18會(huì)格外地顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體 基底；多條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于該半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域； 以及一島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中該兩條相交的深溝槽隔離物具 有鈍角的斜邊。本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體 基底；多條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于該半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件；以 及一多邊形島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中該兩條相交的深溝槽隔離 物具有鈍角的斜邊；其中該鈍角的斜邊與該多邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離為第一寬度，各深 溝槽隔離物具有第二寬度，其中該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。本發(fā)明又一實(shí)施例提供一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的制造方法，包 括提供一半導(dǎo)體基底；形成多條相交的深溝槽于該半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo) 體元件區(qū)域，其中一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處；以及填入隔離材料于 這些深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物；其中該兩條相交的深溝槽具有鈍角的 斜邊；其中該鈍角的斜邊與該多邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第二寬度，其中該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。


圖IA是顯示傳統(tǒng)高壓半導(dǎo)體元件布局的平面示意圖IB是顯示圖IA的深溝槽隔離物(DTI)沿切割線1B-1B的剖面示意圖2A是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的平面示意圖；以及
圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)
10 --高壓半導(dǎo)體芯片；
11 --半導(dǎo)體基底；
12 --高壓半導(dǎo)體元件；
13 --α-多晶硅層；
14 --深溝槽隔離物(DTI)；
16 --孔隙；
18 --兩溝槽隔離物的交截處；
100,200 高壓半導(dǎo)體芯片；
120,220 高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域；
130,230 深溝槽隔離物；
135、235 具有鈍角θ的斜邊；
150 八邊形結(jié)構(gòu)島狀物；
155 八邊形結(jié)構(gòu)的斜邊；
250 四邊形結(jié)構(gòu)島狀物；
255 四邊形結(jié)構(gòu)的斜邊；
A 深溝槽隔離物的寬度；
B 具鈍角的斜邊與八邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離；
C 具鈍角的斜邊與四邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下以下以各實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明并伴隨著圖式說(shuō)明之范例，作為本發(fā)明的參考依據(jù)。在 圖式或說(shuō)明書(shū)描述中，相似或相同的部分皆使用相同的圖號(hào)。且在圖式中，實(shí)施例的形狀或 是厚度可擴(kuò)大，并以簡(jiǎn)化或是方便標(biāo)示。再者，將分別描述說(shuō)明圖式中各元件的部分，值得 注意的是，圖中未繪示或描述的元件，為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員所知的形式，另外，特定的實(shí) 施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。有鑒于此，本發(fā)明的主要特征及樣態(tài)在于提供島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的 交截中心處，以提升工藝裕度。于一實(shí)施例中，兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效 地降低高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域的機(jī)械性與電性應(yīng)力。于另一實(shí)施例中，將島狀物設(shè)計(jì)成接地可提升元件的效能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底，多 條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于該半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域。一島狀 物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜 邊。圖2A是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的平面 示意圖。請(qǐng)參閱圖2A，一高壓半導(dǎo)體芯片100包括一半導(dǎo)體基底，及多條縱向和橫向相交的 深溝槽隔離物130設(shè)置于半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域120。八邊形結(jié)構(gòu) 島狀物150設(shè)置于兩條直交的深溝槽隔離物130的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽 隔離物具有鈍角θ的斜邊135，例如具有鈍角的斜邊135與深溝槽隔離物130之間的角度 為135度。該鈍角θ的斜邊135與八邊形結(jié)構(gòu)的斜邊155之間距離為第一寬度B，各深溝 槽隔離物具有第二寬度Α，其中第一寬度B和第二寬度A之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。于另一實(shí)施例中，該鈍角的斜邊135與八邊形結(jié)構(gòu)150的斜邊155為相互平行。于一實(shí)施例中，八邊形島狀物150與半導(dǎo)體基底為相同材質(zhì)構(gòu)成。于另一實(shí)施例 中，八邊形島狀物150為電性接地。圖2Β是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的平面 示意圖。請(qǐng)參閱圖2Β，一高壓半導(dǎo)體芯片200包括一半導(dǎo)體基底，及多條縱向和橫向相交的 深溝槽隔離物230設(shè)置于半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域220。四邊形結(jié)構(gòu) 島狀物250 (例如菱形島狀物)設(shè)置于兩條直交的深溝槽隔離物230的交截中心處。兩條 相交的深溝槽隔離物之間具有鈍角θ的斜邊235，例如具有鈍角的斜邊235與深溝槽隔離 物230之間的角度為135度。該鈍角θ的斜邊235與四邊形結(jié)構(gòu)250的斜邊255之間距 離為第一寬度C，各深溝槽隔離物具有第二寬度Α，其中第一寬度C和第二寬度A之間的比 值范圍大抵介于0. 3 0. 9。于另一實(shí)施例中，該鈍角的斜邊235與四邊形結(jié)構(gòu)250的斜邊 255為相互平行。于一實(shí)施例中，四邊形島狀物250與半導(dǎo)體基底為相同材質(zhì)構(gòu)成。于另一實(shí)施例 中，四邊形島狀物250為電性接地。再者，本發(fā)明的實(shí)施例另提供一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的制造方 法。首先，提供一半導(dǎo)體基底，并形成多條相交的深溝槽于該半導(dǎo)體基底中，以定義出多個(gè) 高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域，其中一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處。接著，填入隔 離材料于這些深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物。于一實(shí)施例中，填入的隔離材 料包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他絕緣材料。該兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，及 該鈍角的斜邊與該多邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第二寬度，其中 該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。有鑒于此，于上述實(shí)施例中，高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置島狀物 設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，使鈍角的斜邊與島狀結(jié)構(gòu)的斜邊間的距離小于深 溝槽的寬度，避免在沉積隔離材料于深溝槽中時(shí)留下孔隙，以有效地提升工藝裕度。再者， 兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效地降低高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域的機(jī)械性與電性應(yīng) 力。再者，通過(guò)將島狀物電性接地，可提升高壓半導(dǎo)體元件的電性效能。本發(fā)明雖以各種實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的 保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的深溝槽結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底；一多條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于所述半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域；以及一島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中所述兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述島狀物 包括一八邊形結(jié)構(gòu)或一四邊形結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鈍角的 斜邊與所述島狀物的一斜邊為相互平行。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述島狀物 為電性接地。
5.一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的深溝槽結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底；一多條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于所述半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件;以及一多邊形島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中所述兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊；其中所述鈍角的斜邊與所述多邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽隔離物 具有第二寬度，其中所述第一寬度和所述第二寬度之間的比值范圍介于0. 3 0. 9。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多邊形 島狀物包括一八邊形結(jié)構(gòu)或一四邊形結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鈍角的 斜邊與所述多邊形島狀物的所述斜邊為相互平行。
8.如權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多邊形 島狀物為電性接地。
9.一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述的制造方法 包括提供一半導(dǎo)體基底；形成多條相交的深溝槽于所述半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域，其中 一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處；以及填入隔離材料于所述多條深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物；其中所述兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊；其中所述鈍角的斜邊與所述多邊形結(jié)構(gòu)的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第 二寬度，其中所述第一寬度和所述第二寬度之間的比值范圍介于0. 3 0. 9。
10.如權(quán)利要求9所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 所述多邊形島狀物包括一八邊形結(jié)構(gòu)或一四邊形結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求9所述的高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于， 所述深溝槽隔離物包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他絕緣材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓半導(dǎo)體元件之間的深溝槽結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述的深溝槽結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底，多條相交的深溝槽隔離物設(shè)置于該半導(dǎo)體基底中，定義出多個(gè)高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域，以及一島狀物設(shè)置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊。本發(fā)明實(shí)施例使鈍角的斜邊與島狀結(jié)構(gòu)的斜邊間的距離小于深溝槽的寬度，避免在沉積隔離材料于深溝槽中時(shí)留下孔隙，有效地提升了工藝裕度；兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效地降低高壓半導(dǎo)體元件區(qū)域的機(jī)械性與電性應(yīng)力；通過(guò)將島狀物電性接地，可提升高壓半導(dǎo)體元件的電性效能。
文檔編號(hào)H01L21/762GK101958319SQ20091015915
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者張玉龍, 林明正, 浦士杰, 羅文勛 申請(qǐng)人:世界先進(jìn)積體電路股份有限公司