專利名稱：一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及功率半導(dǎo)體器件，具體涉及一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超級結(jié)功率器件是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型功率半導(dǎo)體器件。它是在普通雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(DMOS)的基礎(chǔ)上,通過引入超級結(jié)(Super Junction)結(jié)構(gòu)，除了具備DMOS輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、易電壓控制、熱穩(wěn)定好、驅(qū)動電路簡單、易于集成等特點外，還克服了 DMOS的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓成2. 5次方關(guān)系增加的缺點。目前超級結(jié)DMOS已廣泛應(yīng)用于面向個人電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、手機、照明(高壓氣體放電燈)產(chǎn)品以及電視機(液晶或等離子電視機)和游戲機等消費電子產(chǎn)品的電源或適配器。目前超級結(jié)功率器件的制備工藝主要分成兩大類，一種是利用多次外延和注入的方式在N型外延襯底上形成P柱；另外一種是利用深溝槽刻蝕加P柱填充的方式形成。在利用深溝槽加P柱填充方式制備超級結(jié)的工藝中，在芯片終端轉(zhuǎn)角處，由于深溝槽內(nèi)晶向逐漸變化導(dǎo)致外延填充出現(xiàn)縫隙或者空洞，而在芯片中心區(qū)域則沒有空洞或缺陷存在(參見圖1)。終端轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)的空洞或者縫隙可能會導(dǎo)致超級結(jié)中的P型和N型電荷匹配不平衡，進而導(dǎo)致器件漏電增加或者擊穿電壓軟擊穿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種新的超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)，通過改善芯片拐角處溝槽形狀，從而優(yōu)化溝槽內(nèi)填充出現(xiàn)的空洞所帶來的負面影響。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)，所述超級結(jié)深溝槽包括原胞區(qū)和終端區(qū)；所述原胞區(qū)內(nèi)的多個溝槽的形狀均為條形，并且相鄰溝槽的間距相等；所述終端區(qū)由兩部分構(gòu)成，一部分是終端區(qū)的四邊，該終端區(qū)的四邊內(nèi)的溝槽形狀為條形，另一部分是終端區(qū)的拐角處，該終端區(qū)的拐角處內(nèi)的多個溝槽的形狀為分離的四邊形。所述終端區(qū)的拐角處由多個獨立的四邊形構(gòu)成，每個四邊形的四條邊位置要與相鄰的終端區(qū)內(nèi)的條形溝槽的邊水平或者垂直。所述終端區(qū)的拐角處的四邊形溝槽的長和寬是相等的，或者是不等的；相鄰四邊形溝槽的間距是相同的，或者是不同的。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明主要是針對超級結(jié)深溝槽設(shè)計，通過優(yōu)化終端區(qū)拐角處溝槽設(shè)計，由各自獨立的分離的四邊形組合而成，而在原胞區(qū)內(nèi)及其它非角落處，則保持正常匹配尺寸。利用該設(shè)計優(yōu)化，可以改善制造工藝本身不可避免的工藝缺陷，能夠避免拐角處空洞的出現(xiàn)，從而提高擊穿電壓，優(yōu)化器件的電特性。


圖1是采用傳統(tǒng)的利用深溝槽刻蝕加P柱填充方式制備超級結(jié)的工藝方法形成的芯片終端轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)縫隙或者空洞的示意圖；圖2是本發(fā)明一種超級結(jié)深溝槽的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中附圖標記說明如下1A、1B、1C、1D、1E、1F為溝槽(即原胞區(qū)內(nèi)的溝槽)，2A、2B、2C、2D為溝槽(即終端區(qū)內(nèi)的條形溝槽)，3A、3B、3C、3D、3E、3F為溝槽(即終端區(qū)拐角處內(nèi)的四邊形溝槽)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。如圖1所述，本發(fā)明的一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)，包括兩部分，一部分是原胞區(qū)，另一部分是終端區(qū)。原胞區(qū)內(nèi)的多個溝槽(如圖1所示，溝槽1A、溝槽1B、溝槽1C、溝槽1D、溝槽1E、溝槽1F)的形狀均為條形，并且相鄰溝槽的間距相等(例如，溝槽IA和溝槽IB的間距與溝槽IB和溝槽IC的間距相等);終端區(qū)由兩部分構(gòu)成，一部分是終端區(qū)的四邊，該終端區(qū)的四邊內(nèi)的溝槽(如圖1所示，溝槽2A、溝槽2B、溝槽2C、溝槽2D)的形狀為條形，另一部分是終端區(qū)的拐角處，該終端區(qū)的拐角處內(nèi)的多個溝槽(溝槽3A、溝槽3B、溝槽3C、溝槽3D、溝槽3E、溝槽3F)的形狀為分離的四邊形。終端區(qū)拐角處內(nèi)的多個溝槽由多個獨立的四邊形構(gòu)成，四邊形的四條邊位置要與相鄰的終端區(qū)內(nèi)的條形溝槽(即溝槽2A、溝槽2B、溝槽2C、溝槽2D)的邊水平或者垂直，這樣利于外延單晶硅的填充。終端區(qū)拐角處的四邊形溝槽的長和寬可以相等，也可以不等，即每個四邊形溝槽(溝槽3A、溝槽3B、溝槽3C、溝槽3D、溝槽3E、溝槽3F)分別可以是正方形，也可以是長方形；各個四邊形溝槽的尺寸(長和寬)可以相等，也可以不等，例如，溝槽3A與溝槽3B的尺寸(長和寬)可以相等，也可以不等；溝槽3C與溝槽3D的尺寸(長和寬)可以相等，也可以不等。相鄰四邊形溝槽的間距可以相同，也可以不同，例如，溝槽3A和溝槽3B的間距與溝槽3B和溝槽3C的間距可以相同，也可以不同。本發(fā)明主要是針對深溝槽加P柱填充方式制備具有超級結(jié)功率器件的設(shè)計優(yōu)化。通過優(yōu)化終端區(qū)拐角處溝槽設(shè)計，由各自獨立的分離的四邊形溝槽構(gòu)成超級結(jié)終端拐角處的區(qū)域，而在原胞區(qū)內(nèi)及其它非角落處，則保持正常匹配尺寸。利用該設(shè)計優(yōu)化，可以改善制造工藝本身不可避免的工藝缺陷，優(yōu)化器件的電特性，特別是擊穿電壓的提高。
權(quán)利要求
1.一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述超級結(jié)深溝槽包括原胞區(qū)和終端區(qū)；所述原胞區(qū)內(nèi)的多個溝槽的形狀均為條形，并且相鄰溝槽的間距相等；所述終端區(qū)由兩部分構(gòu)成，一部分是終端區(qū)的四邊，該終端區(qū)的四邊內(nèi)的溝槽形狀為條形，另一部分是終端區(qū)的拐角處，該終端區(qū)的拐角處內(nèi)的多個溝槽的形狀為分離的四邊形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述終端區(qū)的拐角處由多個獨立的四邊形構(gòu)成，每個四邊形的四條邊位置要與相鄰的終端區(qū)內(nèi)的條形溝槽的邊水平或者垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述終端區(qū)的拐角處的四邊形溝槽的長和寬是相等的，或者是不等的；相鄰四邊形溝槽的間距是相同的，或者是不同的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級結(jié)深溝槽結(jié)構(gòu)，所述超級結(jié)深溝槽包括原胞區(qū)和終端區(qū)；所述原胞區(qū)內(nèi)的多個溝槽的形狀均為條形，并且相鄰溝槽的間距相等；所述終端區(qū)由兩部分構(gòu)成，一部分是終端區(qū)的四邊，該終端區(qū)的四邊內(nèi)的溝槽形狀為條形，另一部分是終端區(qū)的拐角處，該終端區(qū)的拐角處內(nèi)的多個溝槽的形狀為分離的四邊形。本發(fā)明主要是針對超級結(jié)深溝槽設(shè)計，通過優(yōu)化終端區(qū)拐角處溝槽設(shè)計，由各自獨立的分離的四邊形組合而成，而在原胞區(qū)內(nèi)及其它非角落處，則保持正常匹配尺寸。利用該設(shè)計優(yōu)化，可以改善制造工藝本身不可避免的工藝缺陷，能夠避免拐角處空洞的出現(xiàn)，從而提高擊穿電壓，優(yōu)化器件的電特性。
文檔編號H01L29/06GK103035723SQ20121041830
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者劉遠良, 胡曉明 申請人:上海華虹Nec電子有限公司