專利名稱：用于高壓半導(dǎo)體功率器件的邊緣終接的新型及改良型結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要是關(guān)于半導(dǎo)體功率器件。更確切的說，本發(fā)明是關(guān)于改善半導(dǎo)體功率器件的終接區(qū)的結(jié)構(gòu)和方法，以便減少終接區(qū)所占的面積，同時(shí)保持高擊穿電壓。
背景技術(shù)：
進(jìn)一步提高半導(dǎo)體功率器件在終接區(qū)的擊穿電壓的傳統(tǒng)的制備工藝和器件結(jié)構(gòu)，仍然存在終接區(qū)所占面積較大等困難。如今制備的半導(dǎo)體功率器件尺寸越來越小，這些困難正變得更加嚴(yán)峻。普遍調(diào)查顯示，對(duì)于較小尺 寸的集成電路芯片來說；邊緣終接約占總面積的20%。然而，芯片的尺寸越來越小(例如大約縮小了 10倍)，為了保持高擊穿電壓(例如600V左右)，邊緣終接所占的百分比逐漸增大，可能會(huì)約占總面積的50%左右。由于端接區(qū)不用于電流傳導(dǎo)，因此它是晶體管的“非有源”區(qū)。即使邊緣端接所占的大面積，致使有用的有源元件區(qū)有些浪費(fèi)，但是在克服這個(gè)難題方面仍然沒有很顯著的解決方案。圖IA和IB所示的剖面圖，表示一個(gè)帶有平行面擊穿電壓的理想PN結(jié)，以及一個(gè)在垂直功率器件的邊緣處未終接的PN結(jié)，以解釋說明為何有必要改進(jìn)邊緣終接。圖IA表示帶有平行面雪崩擊穿的理想PN結(jié)。這是對(duì)于輕摻雜N-型漂移區(qū)特定的摻雜等級(jí)和厚度來說，擊穿電壓可以達(dá)到的理論極限值。平行面邊緣終接具有P本體區(qū)103以及輕摻雜的N漂移區(qū)107，作為平行面，一直延伸到重?fù)诫sN-型襯底105的邊緣。這種理想結(jié)構(gòu)中的電勢線將同平行線一樣朝邊緣延伸，因此不會(huì)有場擁擠效應(yīng)，不會(huì)對(duì)擊穿電壓造成負(fù)面影響，從而獲得了最大的擊穿電壓，例如聞達(dá)700伏左右。然而，如圖IB所示，由于圓柱型結(jié)的形成造成場擁擠，反向偏置結(jié)真實(shí)的擊穿電壓在邊緣處急劇降低。如圖所示，耗盡區(qū)的形狀為凸面，致使在結(jié)附近發(fā)生場擁擠。由于在P本體區(qū)102的邊緣附近，電場的分布是擁擠的，因此這種邊緣終接的柱型擊穿電壓(例如大約230伏左右)，遠(yuǎn)低于高壓器件的要求(例如600伏)。為了緩解該問題，提出了許多邊緣終接，它們?cè)诒拘袠I(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。其中一些包括圖IC所示的浮動(dòng)保護(hù)環(huán)90以及圖ID所示的電場板92。這些技術(shù)通過擴(kuò)散表面上的耗盡區(qū)，提高了擊穿電壓，從而降低了電場。然而，這些方法通常要求有很大的制備面積，使器件的晶片尺寸也隨之增大。此外，這些技術(shù)容易產(chǎn)生來自于鈍化薄膜和/或封裝成型混料的表面電荷。因此，仍然需要在功率半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)和制備領(lǐng)域中，提出制備功率器件的新型器件結(jié)構(gòu)和制備方法，以便在維持高擊穿電壓的同時(shí)，減小邊緣終接所占的面積，以解決上述局限和難題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面在于，提出了一種新型、改良的邊緣端接結(jié)構(gòu)，以降低在器件邊緣終接區(qū)中的電場擁擠效應(yīng)，從而在實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓的同時(shí)，減小邊緣終接所占的面積，解決傳統(tǒng)工藝中遇到的問題和困難。
確切地說，本發(fā)明的一個(gè)方面在于，提出了一種新型、改良的邊緣端接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有效地將峰值電場點(diǎn)移到在水平方向上遠(yuǎn)離P本體區(qū)的區(qū)域中，從而使硅中的電勢線水平，降低了電場擁擠，并且不需要很大的終接區(qū)，就能顯著提高擊穿電壓。本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，提出了一種新型、改良的邊緣端接結(jié)構(gòu)，通過制備一個(gè)很寬的氧化物溝槽，帶有掩埋的場板，沿氧化物溝槽頂部橫向延伸，延伸到P本體區(qū)附近，使峰值電場遠(yuǎn)離P本體區(qū)，從而在減小邊緣終接所需面積的同時(shí)，降低了場擁擠效應(yīng)，提高了擊穿電壓。本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例主要提出了一種設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中的半導(dǎo)體功率器件，具有一個(gè)有源元件區(qū)以及一個(gè)邊緣終接區(qū)，其中邊緣終接區(qū)包括一個(gè)用場擁擠衰減填充物(Field-crowding reduction filler)填充的很寬的溝槽，以及一個(gè)掩埋場板,這個(gè)掩埋場板掩埋在半導(dǎo)體襯底頂面下方，并且在填充溝槽的頂部橫向延伸，以便使峰值電場點(diǎn)在水平方向上遠(yuǎn)離有源元件區(qū)。在一個(gè)典型實(shí)施例中，場擁擠衰減填充物是由填充在寬溝槽中的氧化硅構(gòu)成的。本發(fā)明提供一種設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中，并且具有一個(gè)有源元件區(qū)和一個(gè)邊緣終接 區(qū)的半導(dǎo)體器件，其中
邊緣終接區(qū)包括一個(gè)用場擁擠衰減填充物填充的寬溝槽，在有源元件區(qū)和邊緣終接區(qū)之間的柱型結(jié)附近；以及
一個(gè)掩埋場板，在邊緣終接區(qū)中的半導(dǎo)體襯底的頂面下方，在寬溝槽中遠(yuǎn)離有源元件區(qū)橫向延伸，使峰值電場橫向遠(yuǎn)離有源元件區(qū)。上述的半導(dǎo)體功率器件，場擁擠衰減填充物是由填充在寬溝槽中的氧化硅構(gòu)成的。上述的半導(dǎo)體功率器件，邊緣終接區(qū)的寬度在10微米至60微米之間，所述的寬溝槽的寬度在5微米至50微米之間。上述的半導(dǎo)體功率器件，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，深度范圍在I. 5微米至5微米之間。上述的半導(dǎo)體功率器件，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在柱型結(jié)的本體區(qū)底面上的耗盡區(qū)上方。上述的半導(dǎo)體功率器件，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在柱型結(jié)的本體區(qū)底面上的耗盡區(qū)下方。上述的半導(dǎo)體功率器件，場擁擠衰減填充物是由填充在寬溝槽中電絕緣的電介質(zhì)材料構(gòu)成的。上述的半導(dǎo)體功率器件，掩埋場板在邊緣終接區(qū)中的半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在寬溝槽的頂部橫向延伸，從柱型結(jié)(以沿著遠(yuǎn)離柱型結(jié)的方向)延伸到5微米至30微米的橫向距離處。上述的半導(dǎo)體功率器件，邊緣終接區(qū)中的寬溝槽設(shè)置在有源元件區(qū)外邊緣附近的本體區(qū)附近，掩埋場板還具有一個(gè)頂部，覆蓋著本體區(qū)的一部分頂面，以及一個(gè)垂直部分，沿寬溝槽的內(nèi)側(cè)壁垂直向下延伸，以便連接到掩埋在寬溝槽中的掩埋場板。上述的半導(dǎo)體功率器件，還包括一個(gè)薄絕緣層，設(shè)置在本體區(qū)和掩埋場板的垂直部分之間，掩埋場板沿寬溝槽的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置。
上述的半導(dǎo)體功率器件，還包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件。上述的半導(dǎo)體功率器件，還包括絕緣柵晶體管(IGBT)器件。本發(fā)明提供一種用于在帶有有源元件區(qū)和邊緣終接區(qū)的半導(dǎo)體襯底中制備半導(dǎo)體功率器件的方法，包括以下步驟
在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽，并用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽，然后向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到所述的寬溝槽的頂面下方；并且
沿所述的寬溝槽的側(cè)壁制備一個(gè)掩埋的場板，并且覆蓋所述的場擁擠衰減填充物的頂面，然后用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽，從而將掩埋場板掩埋在溝槽頂面下方的寬溝槽中。上述的方法，用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽的步驟包括用氧化硅填充寬溝槽。

上述的方法，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽的步驟，包括在寬度從10微米至60微米的邊緣終接區(qū)中，打開寬度從5微米至50微米的寬溝槽。上述的方法，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬溝槽的頂面下方，還包括刻蝕場擁擠衰減填充物，到寬溝槽頂面以下的I. 5微米至5微米的深度。上述的方法，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽的方法，還包括在邊緣終接區(qū)中打開多個(gè)窄溝槽，然后氧化窄溝槽之間的半導(dǎo)體襯底，作為場擁擠衰減填充物，隨后通過設(shè)置場擁擠衰減填充物，填充窄溝槽。上述的方法，掩埋場板掩埋在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，以及柱型結(jié)的P-本體區(qū)的底面上的耗盡區(qū)上方，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬溝槽頂面下方的步驟包括向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到柱型結(jié)的本體區(qū)的底面的耗盡區(qū)上方的深度。上述的方法，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，以及柱型結(jié)的P-本體區(qū)的底面上的耗盡區(qū)下方，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬溝槽頂面下方的步驟，包括向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到柱型結(jié)的本體區(qū)的底面的耗盡區(qū)下方的深度。上述的方法，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽，還包括在設(shè)置在有源元件區(qū)的外邊緣附近的本體區(qū)附近，打開寬溝槽，通過形成掩埋的場板，頂部覆蓋著本體區(qū)的一部分頂面，垂直部分沿寬溝槽的側(cè)壁垂直向下延伸，以便連接到寬溝槽中掩埋的掩埋場板。上述的方法，形成掩埋場板以及掩埋場板具有的頂部、垂直部分的步驟包括 向下刻蝕場擁擠衰減填充物以清除寬溝槽頂部的場擁擠衰減填充物之后，沉積一金屬
層，該金屬層至少覆蓋在本體區(qū)的一部分頂面上；以及
該金屬層的一部分同時(shí)還填充在寬溝槽的頂部之中，其中金屬層填充在寬溝槽中的部分靠近本體區(qū)并且其寬度優(yōu)選小于寬溝槽的寬度(雖然金屬層填充在寬溝槽中的部分也可以將寬溝槽的頂部完全填充滿);
然后回刻金屬層，以便形成覆蓋在本體區(qū)的一部分頂面上的頂部，以及形成覆蓋在寬溝槽頂部的鄰近本體區(qū)的側(cè)壁上的垂直部分，和形成位于寬溝槽中余下的場擁擠衰減填充物上方的掩埋場板；
之后向?qū)挏喜垌敳吭俅翁畛鋱鰮頂D衰減填充物，從而將掩埋場板掩埋在溝槽頂面下方的寬溝槽中。閱讀以下詳細(xì)說明并參照附圖之后，本發(fā)明的這些和其他的特點(diǎn)和優(yōu)勢，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，將顯現(xiàn)無疑。


圖IA所示的剖面圖，表示可以獲得最大擊穿電壓的理想的平行面結(jié)結(jié)構(gòu)。圖IB表示在器件邊緣處的未終接P-N結(jié)的剖面圖，在器件邊緣處構(gòu)成一個(gè)柱型結(jié)，造成電場擁擠，并且終接擊穿電壓大幅降低。圖IC表示利用浮動(dòng)場環(huán)的邊緣終接技術(shù)的剖面圖，浮動(dòng)場環(huán)是由多個(gè)在器件表面的P型區(qū)的島組成的。圖ID表示利用電場板的邊緣終接技術(shù)的剖面圖，電場板是由一個(gè)或多個(gè)連接到源極/保護(hù)環(huán)的電極組成的，用于傳導(dǎo)電場。圖2A所示的剖面圖，表示利用窄而深的氧化物溝槽，以提高擊穿電壓的邊緣終接技術(shù)。
圖2B所示的剖面圖，表示利用寬而深的氧化物溝槽，以提高擊穿電壓的邊緣終接技術(shù)。圖2C所示的剖面圖，表示利用寬而深的氧化物溝槽以及場板，以提高擊穿電壓的邊緣終接技術(shù)。圖3A至3C所示的剖面圖，表示可選的改良邊緣終接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有寬而深的氧化物溝槽以及掩埋場板，可以有效地將峰值電場移至氧化物溝槽中，使終接區(qū)中的電勢線水平，從而大幅提高了擊穿電壓。圖4A-4G所示的剖面圖，表示用于制備圖3A -3C所示類型的邊緣終接的方法。
具體實(shí)施例方式為了克服這種電場擁擠現(xiàn)象，嘗試了一種如圖2A所示的深而窄的氧化物溝槽104。在這種方法中，深氧化物溝槽104形成在P本體區(qū)102附近的輕摻雜的N-型漏極漂移層101中，溝槽104的寬度約為5微米。即便5微米寬的深氧化物溝槽在理論上足以閉鎖700伏的電壓，但是如圖2A所示的深氧化物溝槽104卻并不能有效地將擊穿電壓提高到250伏至300伏的范圍上。深氧化物溝槽104無效的原因在于，氧化物溝槽的寬度并不足以展平電勢線，而是使電勢線從硅到氧化物溝槽彎曲90度，峰值電場點(diǎn)位于硅區(qū)域，而不在氧化物區(qū)。電勢線的彎曲使柱型結(jié)附近的硅邊緣處發(fā)生場擁擠，從而降低了擊穿電壓。圖2B和2C表示試圖提高擊穿電壓的另外兩種邊緣終接結(jié)構(gòu)。在圖2B中，深氧化物溝槽106的寬度約為25微米，可獲得500伏左右的擊穿電壓。除了圖2B以外，如圖2C所示，大約20微米寬的場板108位于半導(dǎo)體襯底的頂面上，在氧化物溝槽內(nèi)，P本體區(qū)102附近，從而獲得約為586V的更高的擊穿電壓。制備寬氧化物溝槽和場板是為了將峰值電場點(diǎn)移至氧化物內(nèi)，以降低場擁擠。憑借寬氧化物溝槽和場板，電勢線進(jìn)一步沿水平方向延伸，并且在硅中變?yōu)樗?，從而降低了場擁擠效應(yīng)。然而，盡管通過如圖2B和2C所示的改進(jìn)，但是擊穿電壓并沒有留出足夠的設(shè)計(jì)空間，以便減小終接區(qū)所占的面積，為高壓器件提供充足的擊穿電壓(例如600伏以上的擊穿)。圖3A所示的剖面圖用于表示本發(fā)明的實(shí)施例，在減小所需的終接面積的同時(shí)提高擊穿電壓。器件位于輕摻雜N-型外延層110上，輕摻雜N-型外延層110位于重?fù)诫sN-型半導(dǎo)體襯底105上，P本體區(qū)115形成在有源元件區(qū)的外邊緣附近的終接區(qū)120的內(nèi)邊緣上(圖中沒有表示出)。為了提高擊穿電壓，寬度在20至30微米之間的寬氧化物溝槽140形成在P本體區(qū)115附近。此外，掩埋的場板150形成在氧化物溝槽140的頂面附近，并且鄰近P本體區(qū)115，其在襯底中具有掩埋至接近位于外延層Iio中的本體區(qū)115的底部附近的掩埋深度。帶有掩埋的橫向延伸物152的掩埋場板150降低了表面電荷,從而有效地將峰值電場移至氧化物中，使電勢線在硅中變?yōu)槠街薄Ｒ虼?，大幅提高了擊穿電壓，例?25伏左右，可以滿足高壓器件的擊穿電壓要求，同時(shí)邊緣終接(Edge termination)所需要的寬度也明顯減小,例如40至60微米。所以，與傳統(tǒng)器件中所需的寬度相比，如圖3A所示的改良型邊緣終接僅需要傳統(tǒng)寬度的1/4至1/10左右(約為200微米)，就能提供非常大的擊穿電壓。然而，對(duì)于這種邊緣終接結(jié)構(gòu)，場板150的底部152位于與耗盡區(qū)117相同的深度處，這會(huì)產(chǎn)生很大的漏電流。通過場板150和P本體區(qū)115之間的薄氧化層118，可以降低這種高漏電流。除此之外，將場板150的底部152置于耗盡區(qū)117的上方或下方，就可以避免如圖
3A所示的邊緣終接結(jié)構(gòu)的高漏電流。圖3B表示一種邊緣終接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有位于耗盡區(qū)117上方的場板150的底部152。圖3C表示一種邊緣終接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有位于耗盡區(qū)117下方的場板150的底部152。而且，在這種邊緣終接結(jié)構(gòu)中，肖特基接頭119形成在場板150和N-型外延層110之間。這種邊緣終接結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)勢在于其制備工藝的靈活性，如圖4A-4G所示，即無需影響擊穿電壓/漏電流，溝槽就可以形成得比本體區(qū)115還深。如圖4A所示，提出了一種重?fù)诫sN型襯底402，輕摻雜的N-型外延層404生長在襯底402上方，包括有源區(qū)401和終接區(qū)(Termination region) 403。功率器件，例如金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)形成在襯底的有源區(qū)401上。MOSFET包括P-本體區(qū)410，通過在N-外延層404的頂部植入P-型摻雜物形成；N+源極區(qū)412，通過在P-本體區(qū)410的頂部植入N-型摻雜物，以及通過薄電介質(zhì)層408與N-型外延層404、源極412和P-本體區(qū)410電絕緣的柵極區(qū)406。如圖4C所示，多個(gè)窄溝槽414形成在終接區(qū)403上，通過刻蝕N-外延層404，終點(diǎn)停止在襯底402的上表面，然后再氧化溝槽414之間的硅臺(tái)面結(jié)構(gòu)416和氧化溝槽414附近的N-外延層404的側(cè)壁部分。電介質(zhì)材料，例如氧化物，填充在溝槽414中以及襯底上方，然后回刻，在終接區(qū)中的N-外延層404內(nèi)形成電介質(zhì)層418，電介質(zhì)材料以及電介質(zhì)層420覆蓋有源區(qū)中的柵極406。如圖4E所示，電介質(zhì)層418的頂面與P-本體區(qū)410的底面大約在同一水平上，在下一工藝形成場板之后，P-本體區(qū)410會(huì)產(chǎn)生漏電流，通過在P-本體區(qū)和場板之間制備一個(gè)薄電介質(zhì)層(圖中沒有表示出)，可以避免這種現(xiàn)象。最好是電介質(zhì)層418的頂面在P-本體區(qū)410的底面上方或下方，以便在下一工藝形成場板之后，避免產(chǎn)生漏電流。如圖4F所不,在襯底上方使用一個(gè)金屬掩膜(圖中沒有表不出),沉積金屬430并回刻，形成場板422，如圖4F-4G所示。電介質(zhì)材料424填充在場板422上方，如圖4G所示，以完成器件的制備。盡管本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)說明了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，但應(yīng)理解這些說明不應(yīng)作為本發(fā)明的局限。本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀上述詳細(xì)說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，應(yīng)認(rèn)為所附的權(quán)利要求書涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍內(nèi)的全部變化和修正。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中，并且具有一個(gè)有源元件區(qū)和一個(gè)邊緣終接區(qū)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中 邊緣終接區(qū)包括一個(gè)用場擁擠衰減填充物填充的寬溝槽，在有源元件區(qū)和邊緣終接區(qū)之間的柱型結(jié)附近；以及 一個(gè)掩埋場板，在邊緣終接區(qū)中的半導(dǎo)體襯底的頂面下方，在寬溝槽中遠(yuǎn)離有源元件區(qū)橫向延伸，使峰值電場橫向遠(yuǎn)離有源元件區(qū)。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，場擁擠衰減填充物是由填充在寬溝槽中的氧化硅構(gòu)成的。
3.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，邊緣終接區(qū)的寬度在10微米至 60微米之間，所述的寬溝槽的寬度在5微米至50微米之間。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，深度范圍在I. 5微米至5微米之間。
5.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在柱型結(jié)的本體區(qū)底面上的耗盡區(qū)上方。
6.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在柱型結(jié)的本體區(qū)底面上的耗盡區(qū)下方。
7.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，場擁擠衰減填充物是由填充在寬溝槽中電絕緣的電介質(zhì)材料構(gòu)成的。
8.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，掩埋場板在邊緣終接區(qū)中的半導(dǎo)體襯底的頂面下方，并且在寬溝槽的頂部橫向延伸，從柱型結(jié)延伸到5微米至30微米的橫向距離處。
9.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，邊緣終接區(qū)中的寬溝槽設(shè)置在有源元件區(qū)外邊緣附近的本體區(qū)附近，掩埋場板還具有一個(gè)頂部，覆蓋著本體區(qū)的一部分頂面，以及一個(gè)垂直部分，沿寬溝槽的內(nèi)側(cè)壁垂直向下延伸，以便連接到掩埋在寬溝槽中的掩埋場板。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，還包括一個(gè)薄絕緣層，設(shè)置在本體區(qū)和掩埋場板的垂直部分之間，掩埋場板沿寬溝槽的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置。
11.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，還包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件。
12.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率器件，其特征在于，還包括絕緣柵晶體管(IGBT)器件。
13.一種用于在帶有有源元件區(qū)和邊緣終接區(qū)的半導(dǎo)體襯底中制備半導(dǎo)體功率器件的方法，其特征在于，包括以下步驟 在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽，并用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽，然后向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到所述的寬溝槽的頂面下方；并且 沿所述的寬溝槽的側(cè)壁制備一個(gè)掩埋的場板，并且覆蓋所述的場擁擠衰減填充物的頂面，然后用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽，從而將掩埋場板掩埋在溝槽頂面下方的寬溝槽中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，用場擁擠衰減填充物填充寬溝槽的步驟包括用氧化硅填充寬溝槽。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽的步驟，包括在寬度從10微米至60微米的邊緣終接區(qū)中，打開寬度從5微米至50微米的寬溝槽。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬 溝槽的頂面下方，還包括刻蝕場擁擠衰減填充物，到寬溝槽頂面以下的I. 5微米至5微米的深度。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽的方法，還包括在邊緣終接區(qū)中打開多個(gè)窄溝槽，然后氧化窄溝槽之間的半導(dǎo)體襯底，作為場擁擠衰減填充物，隨后通過設(shè)置場擁擠衰減填充物，填充窄溝槽。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，掩埋場板掩埋在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，以及柱型結(jié)的P-本體區(qū)的底面上的耗盡區(qū)上方，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬溝槽頂面下方的步驟包括向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到柱型結(jié)的本體區(qū)的底面的耗盡區(qū)上方的深度。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，掩埋場板在半導(dǎo)體襯底的頂面下方，以及柱型結(jié)的P-本體區(qū)的底面上的耗盡區(qū)下方，向下刻蝕場擁擠衰減填充物到所述的寬溝槽頂面下方的步驟，包括向下刻蝕場擁擠衰減填充物，到柱型結(jié)的本體區(qū)的底面的耗盡區(qū)下方的深度。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在邊緣終接區(qū)中打開寬溝槽，還包括在設(shè)置在有源元件區(qū)的外邊緣附近的本體區(qū)附近，打開寬溝槽，通過形成掩埋的場板，頂部覆蓋著本體區(qū)的一部分頂面，垂直部分沿寬溝槽的側(cè)壁垂直向下延伸，以便連接到寬溝槽中掩埋的掩埋場板。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，形成掩埋場板以及掩埋場板具有的頂部、垂直部分的步驟包括 向下刻蝕場擁擠衰減填充物以清除寬溝槽頂部的場擁擠衰減填充物之后，沉積一金屬層，該金屬層至少覆蓋在本體區(qū)的一部分頂面上；以及 該金屬層的一部分同時(shí)還填充在寬溝槽的頂部之中，其中金屬層填充在寬溝槽中的部分靠近本體區(qū)并且其寬度小于寬溝槽的寬度； 然后回刻金屬層，以便形成覆蓋在本體區(qū)的一部分頂面上的頂部，以及形成覆蓋在寬溝槽頂部的鄰近本體區(qū)的側(cè)壁上的垂直部分，和形成位于寬溝槽中余下的場擁擠衰減填充物上方的掩埋場板； 之后向?qū)挏喜垌敳吭俅翁畛鋱鰮頂D衰減填充物，從而將掩埋場板掩埋在溝槽頂面下方的寬溝槽中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中的半導(dǎo)體功率器件，并且具有一個(gè)有源元件區(qū)和一個(gè)邊緣終接區(qū)，其中邊緣終接區(qū)包括一個(gè)用場擁擠衰減填充物填充的寬溝槽，以及一個(gè)掩埋在半導(dǎo)體襯底頂面下方的掩埋場板，并且所述的掩埋場板還在場擁擠場的頂部上方橫向延伸，以便使峰值電場橫向遠(yuǎn)離有源元件區(qū)。在一個(gè)特定實(shí)施例中，場擁擠衰減填充物包括填充在寬溝槽中的氧化硅。
文檔編號(hào)H01L29/40GK102810556SQ20121017257
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者馬督兒·博德, 雷燮光, 安荷·叭剌 申請(qǐng)人:萬國半導(dǎo)體股份有限公司