本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種臺(tái)面型半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

在以往的臺(tái)面型(Mesa型)半導(dǎo)體器件中，已知的以下幾種形成鈍化層及金屬層的方法，如刀刮法、電泳法、光阻玻璃法、CVD等，均采用將完成PN結(jié)制作的晶片腐蝕出窄槽，在槽壁上涂布或燒結(jié)玻璃等單層或者多層絕緣膜形成鈍化層，然后在半導(dǎo)體層的表面上制作電極。玻璃屬于一種脆性材料，這些方法形成的玻璃厚度大多不均勻，且后續(xù)切割成單顆芯片時(shí)，玻璃層是脆性材料在切割斷面處易產(chǎn)生微裂紋；以往臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的玻璃鈍化層位于芯片的最外側(cè)，易受到碰撞等損傷，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋。這些裂紋在使用中會(huì)逐漸擴(kuò)展，從而影響到PN結(jié)乃至整個(gè)芯片，導(dǎo)致器件壽命降低或很快失效。另外，之后利用電鍍法等形成金屬層時(shí)，易在鈍化層上附著金屬，因鈍化層都較薄，影響PN結(jié)的電場(chǎng)分布和器件的耐ESD能力，降低了器件的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高性能、高可靠性、和使用壽命長(zhǎng)的臺(tái)面型半導(dǎo)體器件。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的的技術(shù)方案是：一種臺(tái)面型半導(dǎo)體器件，包括N+型半導(dǎo)體襯底；N型半導(dǎo)體層，接合于所述N+型半導(dǎo)體襯底的表面；P+型半導(dǎo)體層，接合于所述N型半導(dǎo)體層的表面，與所述N型半導(dǎo)體層共同形成PN接合部；第一溝槽，從所述P+型半導(dǎo)體層的表面到達(dá)所述N型半導(dǎo)體層中；鈍化層，填充于所述第一溝槽內(nèi)；第二溝槽，位于相鄰的兩個(gè)第一溝槽之間；鈍化薄膜，設(shè)在第二溝槽的表面；金屬層，形成在所述P+型半導(dǎo)體層和N+型半導(dǎo)體襯底的表面。

進(jìn)一步地，所述鈍化薄膜延伸到所述第一溝槽的鈍化層上。

進(jìn)一步地，所述鈍化層由SiO₂、Si₃N₄、SIPOS、SiC、聚酰亞胺、玻璃中的一種或多種材料固化制作形成。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供前述臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的制造方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個(gè)目的的技術(shù)方案是：一種臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟：

①、首先通過半導(dǎo)體擴(kuò)散、離子注入制程制作出一半導(dǎo)體基體，該半導(dǎo)體基體包括N+型半導(dǎo)體襯底、N型半導(dǎo)體層和P+型半導(dǎo)體層；

②、在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層的整個(gè)表面上采用蝕刻的方式刻蝕出深度超過PN接合部的第一溝槽；

③、將上述第一溝槽內(nèi)部填充滿鈍化材料，形成鈍化層；

④、采用蝕刻的方式，將上述鈍化層間連接的部分刻蝕出第二溝槽；

⑤、第二溝槽表面通過高溫氧化、CVD或者涂敷法形成鈍化薄膜；

⑥、通過絲網(wǎng)印刷或者光敏蝕刻的方式在半導(dǎo)體基體上表面開出窗口，并在窗口中及半導(dǎo)體基體下表面利用電鍍、濺射或者真空蒸鍍的方法形成金屬層；

⑦、通過熱處理在半導(dǎo)體基體與金屬層的接合面處形成金屬硅化物。

所述步驟②的工藝具體為：先在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層的整個(gè)表面上設(shè)置光敏抗蝕膜，利用光刻技術(shù)進(jìn)行開口，形成掩膜，利用蝕刻液從掩膜露出的P+型半導(dǎo)體層的表面開始，蝕刻到超過PN接合部的深度，去除掩膜，P+型半導(dǎo)體層成為臺(tái)面突出的形狀；

所述步驟③的工藝具體為：將第一溝槽內(nèi)填充滿玻璃漿，然后采用溫度500～900℃，時(shí)間50～80分鐘的燒結(jié)處理，形成鈍化層。

所述步驟③中，鈍化層也可采用依次生成高溫氧化層、SIPOS層、玻璃層等復(fù)合鈍化的方式制作。

所述步驟④中的工藝具體為：在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層的整個(gè)表面和上述鈍化層上設(shè)置光敏抗蝕膜，利用光刻技術(shù)進(jìn)行開口，形成掩膜，利用蝕刻液從掩膜露出P+型半導(dǎo)體層的表面開始，蝕刻出第二溝槽，去除掩膜，P+型半導(dǎo)體層和上述鈍化層剩余部分一起成為臺(tái)面突出的形狀。

所述步驟⑦中的熱處理的具體步驟為：在真空中進(jìn)行溫度300℃～700℃、時(shí)間40～80分鐘的高溫合金化處理，形成接合面的金屬硅化物。

所述步驟②和步驟④中的蝕刻液為氫氟酸、硝酸和乙酸的混合液。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

(1)本發(fā)明的鈍化層均勻且厚，可以很好的阻隔開外界雜質(zhì)，從而可以獲得最佳的鈍化性能。

(2)本發(fā)明可以形成較深的溝槽，即使PN接合部耗盡層增寬時(shí)也不會(huì)暴露到芯片截?cái)嗝?，從而?shí)現(xiàn)器件的更高耐壓。

(3)本發(fā)明的切斷面不含有脆性材質(zhì)，能夠抑制破裂、微裂紋的產(chǎn)生，且切斷面與半導(dǎo)體結(jié)面距離較遠(yuǎn)，有效降低了切斷面的影響，有效實(shí)現(xiàn)了臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的高性能、高可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1～圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的臺(tái)面型半導(dǎo)體器件及其制造方法的剖視圖；

其中，圖5是表示本發(fā)明臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖中：1、N+型半導(dǎo)體襯底，2、N型半導(dǎo)體層，3、P+型半導(dǎo)體層，4、PN接合部，5、第一溝槽，6、第二溝槽，7、鈍化薄膜，8、金屬層，9、掩膜。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖5所示的一種臺(tái)面型半導(dǎo)體器件，包括N+型半導(dǎo)體襯底1；N型半導(dǎo)體層2，接合于所述N+型半導(dǎo)體襯底1的表面；P+型半導(dǎo)體層3，接合于所述N型半導(dǎo)體層2的表面，與所述N型半導(dǎo)體層2共同形成PN接合部4；第一溝槽5，從所述P+型半導(dǎo)體層3的表面到達(dá)所述N型半導(dǎo)體層2中；鈍化層，填充于所述第一溝槽5內(nèi)；第二溝槽6，位于相鄰的兩個(gè)第一溝槽5之間；鈍化薄膜7，設(shè)在所述第二溝槽6的表面；金屬層8，形成在所述P+型半導(dǎo)體層3和N+型半導(dǎo)體襯底1的表面。

具體地，第二溝槽6的深度超過第一溝槽5的深度，第一溝槽5的寬度為350μm-450μm，深度為35μm-45μm。第一溝槽5的寬深比大，底部平坦，填充的鈍化層完全填滿第一溝槽5。

具體地，該鈍化層由SiO₂、Si₃N₄、SIPOS、SiC、聚酰亞胺、玻璃等中的一種或多種材料固化制作形成。

具體地，該鈍化薄膜7為SiO₂或者聚酰亞胺薄膜。

如圖1至圖5所示，一種臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟：

①、首先通過半導(dǎo)體擴(kuò)散、離子注入制程制作出一半導(dǎo)體基體，該半導(dǎo)體基體包括N+型半導(dǎo)體襯底1、N型半導(dǎo)體層2和P+型半導(dǎo)體層3；

②、在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層3的整個(gè)表面上采用蝕刻的方式刻蝕出深度超過PN接合部4的第一溝槽5；

③、將上述第一溝槽5內(nèi)部填充滿鈍化材料，形成鈍化層；

④、采用蝕刻的方式，將上述鈍化層間連接的部分刻蝕出第二溝槽6；

⑤、第二溝槽6通過高溫氧化、CVD或者涂敷法形成鈍化薄膜7；

⑥、通過絲網(wǎng)印刷或者光敏蝕刻的方式在半導(dǎo)體基體上表面開出窗口，并在窗口中及半導(dǎo)體基體下表面利用電鍍、濺射或者真空蒸鍍的方法形成金屬層8；

⑦、通過熱處理在半導(dǎo)體基體與金屬層的接合面處形成金屬硅化物，得到本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。

步驟②的工藝具體為：先在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層3的整個(gè)表面上設(shè)置光敏抗蝕膜，利用光刻技術(shù)進(jìn)行開口，形成掩膜9，利用蝕刻液從掩膜9露出的P+型半導(dǎo)體層3的表面開始，蝕刻到超過PN接合部4的深度，去除掩膜9，P+型半導(dǎo)體層3成為臺(tái)面突出的形狀；

步驟③的工藝具體為：將第一溝槽5內(nèi)填充滿玻璃漿，然后采用溫度500～900℃，時(shí)間50～80分鐘的燒結(jié)處理，形成鈍化層。步驟③中，鈍化層也可采用依次生成高溫氧化層、SIPOS層、玻璃層等復(fù)合鈍化的方式制作。

步驟④中的工藝具體為：在半導(dǎo)體基體的P+型半導(dǎo)體層3的整個(gè)表面和上述鈍化層上設(shè)置光敏抗蝕膜，利用光刻技術(shù)進(jìn)行開口，形成掩膜9，利用蝕刻液從掩膜9露出P+型半導(dǎo)體層3的表面開始，蝕刻出第二溝槽6，去除掩膜9，P+型半導(dǎo)體層3和上述鈍化層剩余部分一起成為臺(tái)面突出的形狀。

步驟⑦中的熱處理的具體步驟為：在真空中進(jìn)行溫度300℃～700℃、時(shí)間40～80分鐘的高溫合金化處理，形成接合面的金屬硅化物。

步驟②和步驟④中蝕刻方法所用的蝕刻液為氫氟酸、硝酸和乙酸的混合液。

在上述的實(shí)施方式中，以作為臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的PN結(jié)二極管為例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不受此限制。例如，本發(fā)明可適用于除PN結(jié)二極管外的二極管(例如：肖特基二極管、觸發(fā)二極管、PIN二極管等)、晶體管(三極管、MOSFET、IGBT等)、可控硅以及其它半導(dǎo)體器件。鈍化層的材質(zhì)僅需考慮作為半導(dǎo)體鈍化作用的要求，而不必考慮后續(xù)切割的影響。鈍化層均勻且厚，可以很好的阻隔開外界雜質(zhì)，從而可以獲得最佳的鈍化性能。此外，最終可以形成較深的溝槽，即使PN接合部耗盡層增寬時(shí)也不會(huì)暴露到芯片截?cái)嗝?，可以?shí)現(xiàn)器件的更高耐壓。器件的切斷面不在含有脆性材質(zhì)，能夠抑制破裂、微裂紋的產(chǎn)生，且切斷面與半導(dǎo)體結(jié)面距離較遠(yuǎn)，有效降低了切斷面的影響，這些措施有效實(shí)現(xiàn)了臺(tái)面型半導(dǎo)體器件的高性能、高可靠性。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。