用于高電壓應(yīng)用的具有含多場弛豫溝槽的終端結(jié)構(gòu)的溝槽mos器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于半導(dǎo)體器件的終端結(jié)構(gòu)，所述終端結(jié)構(gòu)包括具有有源區(qū)和終端區(qū)的半導(dǎo)體襯底。兩個或更多個溝槽單元位于所述終端區(qū)中并從所述有源區(qū)的邊界朝所述半導(dǎo)體襯底的邊緣延伸。終端溝槽在所述終端區(qū)中所述溝槽單元的遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的一側(cè)上形成。導(dǎo)電間隔物位于與所述終端溝槽的最接近所述溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置。第一氧化物層在所述終端溝槽中形成并接觸所述導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁。第一導(dǎo)電層在所述半導(dǎo)體襯底的背表面上形成。第二導(dǎo)電層在所述有源區(qū)和所述終端區(qū)頂部形成。
【專利說明】
用于高電壓應(yīng)用的具有含多場弛豫溝槽的終端結(jié)構(gòu)的溝槽 MOS器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明整體涉及半導(dǎo)體器件，更具體地講，涉及用于溝槽M0S器件的終端結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，肖特基二極管包括重?fù)诫s的半導(dǎo)體襯底，典型地，該襯底由單晶硅制成。 第二層覆蓋襯底。第二層被稱為漂移區(qū)，較不重地?fù)诫s有具有與襯底相同導(dǎo)電類型的載流 子的雜質(zhì)。金屬層或金屬硅化物層形成具有輕摻雜的漂移區(qū)的肖特基接觸，并形成二極管 陽極。
[0003] 當(dāng)形成單極部件諸如肖特基二極管時，會出現(xiàn)兩個相對立的約束。具體地講，該部 件應(yīng)在具有高擊穿電壓的同時呈現(xiàn)出盡可能最低的導(dǎo)通態(tài)電阻(Ron)。使導(dǎo)通態(tài)電阻最小 化，促使最大限度地減小較少摻雜層的厚度并且最大限度地提高了該層的摻雜。相反，為了 獲得高的反向擊穿電壓，必須使較少摻雜層的摻雜最小化并且必須使其厚度最大化，同時 避免形成等勢面強烈彎曲的區(qū)域。
[0004] 已經(jīng)提供了各種解決方案來調(diào)和這些相對立的約束，這導(dǎo)致了溝槽M0S電容肖特 基二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這種二極管結(jié)構(gòu)被稱為溝槽M0S勢皇肖特基(TMBS)二極管。在這種器 件的一個例子中，溝槽區(qū)在厚漂移層的上部中形成，該厚漂移層比下層襯底較不重地?fù)诫s 有與相同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)。溝槽區(qū)填充有M0S結(jié)構(gòu)。蒸鍍陽極金屬層以覆蓋整個表面并形成 具有下層漂移區(qū)的肖特基接觸。
[0005] 當(dāng)反向偏置時，絕緣導(dǎo)電區(qū)使電荷的橫向耗盡進入漂移區(qū)，這改變了該層中等勢 面的分布。這使得能夠增加漂移區(qū)摻雜，并因此降低了導(dǎo)通態(tài)電阻而不會對反向擊穿電壓 造成不利影響。
[0006] 要實現(xiàn)高電壓肖特基整流器，一個關(guān)鍵問題是其終端區(qū)的設(shè)計。與任何電壓設(shè)計 一樣，終端區(qū)由于不存在自身多單元保護和曲率效應(yīng)而易于形成較高電場。因此，擊穿電壓 通常從其理想值急劇地降低。為了避免這種降低，應(yīng)將終端區(qū)設(shè)計成減少在器件邊緣處(有 源區(qū)附近)的電場聚集。減少電場聚集的常規(guī)方法包括提供終端結(jié)構(gòu)，該終端結(jié)構(gòu)具有硅局 部氧化(L0C0S)區(qū)、場板、保護環(huán)、溝槽及其各種組合。美國專利No.6,396,090中示出了包括 這種終端區(qū)的肖特基二極管的一個例子。
[0007] 圖1示出了美國專利申請No. 12/724，771中所示類型的TMBS肖特基二極管的有源 區(qū)和終端區(qū)的簡化剖視圖。有源區(qū)包括重?fù)诫s有第一導(dǎo)電類型（如n+型）的摻雜劑的半導(dǎo)體 襯底100B。第一層100A在襯底100B上形成，并且較多地輕摻雜有第一導(dǎo)電類型（如η-型）的 摻雜劑。溝槽11〇(僅示出了其中的一個)在第一層100Α中形成。溝槽110襯接絕緣層125,并 填充有導(dǎo)電材料140諸如摻雜的多晶硅。金屬層165在導(dǎo)電材料140和第一層100Α的暴露表 面上方形成，從而在金屬層165和第一層100Α之間的界面處形成肖特基接觸160。陰極電極 (未示出）位于半導(dǎo)體襯底100Β的背面上。
[0008] 圖1所示的TMBS二極管的終端區(qū)包括從有源區(qū)的邊界112朝半導(dǎo)體襯底100Β的邊 緣延伸的終端溝槽120 JOS柵極122在與有源區(qū)的邊界112相鄰的終端區(qū)的側(cè)壁上形成。MOS 柵極包括絕緣材料128和導(dǎo)電間隔物122。絕緣材料128襯接導(dǎo)電間隔物122所在的側(cè)壁和第 一層100A的與側(cè)壁相鄰的部分。導(dǎo)電間隔物122覆蓋絕緣材料128。終端氧化物層150在終端 溝槽120中形成并從導(dǎo)電間隔物122朝器件的邊緣延伸。位于有源區(qū)中的金屬層165延伸進 入終端區(qū)并覆蓋導(dǎo)電間隔物122和終端氧化物層150的一部分，從而限定場板。
[0009] 遺憾的是，對于高電壓應(yīng)用，終端區(qū)的這些常規(guī)設(shè)計成效甚微，這是因為在終端區(qū) 表面處的電場分布仍然很不理想。由于漂移區(qū)的長度有限，所以電場由于不對稱而在有源 區(qū)的端部迅速增大。因此，在器件的擊穿中，邊緣擊穿占主導(dǎo)地位。
[0010] 圖1所示的常規(guī)器件已被驅(qū)動到200V，但這時其性能已經(jīng)由于終端區(qū)表面處的過 早擊穿而降低。因此，本設(shè)計的可靠性在很大程度上取決于場板165在終端區(qū)中的端部位 置。通常，在形成場板165時所使用的金屬濕法蝕刻工藝只能被控制在約±6μπι的精度內(nèi)，而 這種波動會顯著影響器件的反向阻斷電壓。例如，短場板將會增大最近有源單元角落附近 的電場，導(dǎo)致過早擊穿。另一方面，延伸到遠(yuǎn)端隔離件附近位置的較長場板也可降低擊穿電 壓，同時也在其細(xì)長金屬端引起機械應(yīng)力。
[0011]
[0012]表1:常規(guī)TMBS終端的擊穿電壓與金屬場板長度
[0013] 表1示出了擊穿電壓隨著金屬場板長度的變化而發(fā)生的變化。通過模擬針對具有 20μπι終端溝槽的高擊穿電壓TMBS器件所設(shè)計的漂移層，獲得了這些數(shù)據(jù)。應(yīng)該指出的是，漂 移區(qū)的具有相同參數(shù)的單位單元的擊穿電壓為375V，并且如表所示，用常規(guī)的終端設(shè)計可 獲得的最高擊穿電壓是理想值的74%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明公開了一種用于半導(dǎo)體器件的終端結(jié)構(gòu)。該終端結(jié)構(gòu)包括具有有源區(qū)和終 端區(qū)的半導(dǎo)體襯底。兩個或更多個溝槽單元位于終端區(qū)中并從有源區(qū)的邊界朝半導(dǎo)體襯底 的邊緣延伸。終端溝槽在終端區(qū)中溝槽單元的遠(yuǎn)離有源區(qū)的一側(cè)上形成。導(dǎo)電間隔物位于 與終端溝槽的最接近溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置。第一氧化物層在終端溝槽中形成并接觸 導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁。第一導(dǎo)電層在半導(dǎo)體襯底的背表面上形成。第二導(dǎo)電層在有源區(qū)和終 端區(qū)頂部形成。
[0015] 本發(fā)明還公開了一種形成半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)該方法，形成至少一個位于半 導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的溝槽M0S器件。形成兩個或更多個溝槽單元，它們位于與半導(dǎo)體襯底 的有源區(qū)相鄰的半導(dǎo)體襯底的終端區(qū)中。溝槽單元從有源區(qū)和終端區(qū)之間的邊界朝半導(dǎo)體 襯底的邊緣延伸。在半導(dǎo)體襯底終端區(qū)中溝槽單元的遠(yuǎn)離有源區(qū)的一側(cè)上形成終端溝槽。 形成導(dǎo)電間隔物，它位于與終端溝槽的最接近溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置。在終端溝槽中 形成接觸導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁的第一氧化物層。在半導(dǎo)體襯底的背表面上形成第一導(dǎo)電層。 第二導(dǎo)電層位于有源區(qū)頂部。在終端區(qū)中形成場板。
【附圖說明】
[0016] 圖1是常規(guī)TMBS二極管或整流器的簡化局部視圖。
[0017] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的TMBS二極管的一個例子的有源區(qū)和終端區(qū)的剖視 圖。
[0018] 圖3示出了對于長度為12微米的場板，在圖1所示的常規(guī)器件和圖2所示的器件的 終端區(qū)下的各個位置處的電場。
[0019] 圖4示出了對于長度為5微米的場板，在圖1所示的常規(guī)器件和圖2所示的器件的終 端區(qū)下的各個位置處的電場。
[0020] 圖5至圖8示出了可用于制造圖2所示器件的工序的一個例子。
【具體實施方式】
[0021] 如下詳述，提供了一種能夠減輕上述問題的終端結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個 溝槽單元以及延伸超過終端溝槽的終端溝槽。終端結(jié)構(gòu)的溝槽充當(dāng)場弛豫環(huán)以增大器件的 擊穿電壓。伸長的金屬場板覆蓋溝槽單元和終端溝槽兩者。這種終端結(jié)構(gòu)可延長電場分布 的邊界，而額外的溝槽單元可進一步降低由于場板長度的變化所導(dǎo)致的對電場分布的影 響。將提供模擬結(jié)果，示出終端結(jié)構(gòu)對擊穿電壓的影響。
[0022] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個例子所構(gòu)造的TMBS肖特基二極管的有源區(qū)和終端區(qū) 的剖視圖。有源區(qū)包括重?fù)诫s有第一導(dǎo)電類型（如n+型）的摻雜劑的半導(dǎo)體襯底110B。第一 層100A在襯底100B上形成，并且較多地輕摻雜有第一導(dǎo)電類型（如η-型）的摻雜劑。溝槽110 (僅示出了其中的一個)在第一層100Α中形成。溝槽110襯接絕緣層125,并填充有導(dǎo)電材料 113,諸如多晶硅或金屬(諸如Α1)。金屬層165在導(dǎo)電材料113和第一層100Α的暴露表面上方 形成，從而在金屬層165和第一層100Α之間的界面處形成肖特基接觸160。陰極電極170位于 半導(dǎo)體襯底100Β的背面上。
[0023]圖2所示的TMBS肖特基二極管的終端結(jié)構(gòu)在本文中被稱為多場弛豫溝槽(MFRT)結(jié) 構(gòu)，它包括一個或多個溝槽單元111，這些溝槽單元111始于有源區(qū)的邊界112處并朝半導(dǎo)體 襯底100B的邊緣延伸。在這個例子中，示出了三個這樣的溝槽單元111。在溝槽單元111遠(yuǎn) 處，更靠近襯底100B的位置，是終端溝槽120,它也是終端區(qū)的一部分。
[0024]溝槽單元111和終端溝槽120襯接絕緣層126，并填充有導(dǎo)電材料141，諸如摻雜的 多晶硅或金屬(諸如鋁）。導(dǎo)電間隔物122在終端溝槽120的最接近溝槽單元111的側(cè)壁上形 成。絕緣材料126襯接導(dǎo)電間隔物122所在的側(cè)壁和第一層100A的與側(cè)壁相鄰的部分。
[0025]終端氧化物層150在終端溝槽120中的絕緣材料126上形成。終端氧化物層150從導(dǎo) 電間隔物122朝器件的邊緣并在終端溝槽120的遠(yuǎn)端側(cè)壁118上方延伸。終端氧化物層150還 覆蓋第一層100A的位于溝槽單元111之間以及在溝槽單元111和終端溝槽120之間的表面。 位于有源區(qū)中的金屬層165延伸進入終端區(qū)并覆蓋溝槽單元111以及氧化物層150的位于其 間的一部分。金屬層165延伸進入終端溝槽120,覆蓋導(dǎo)電間隔物122以及氧化物層165的位 于終端溝槽120中的一部分。金屬層165用作場板，可在到達(dá)終端溝槽120的遠(yuǎn)端側(cè)壁118之 前終止。
[0026]圖3示出了在圖1所示的常規(guī)器件和圖2所示的器件的終端區(qū)下的各個位置處的電 場。在這兩種情況下，場板的長度為12微米，反向偏壓為200V。通過計算機模擬確定了電場。 圖3中標(biāo)出了五個點，每個點表示一個不同的位置，具體如下：
[0027] 點1表示如圖1所示的常規(guī)TMBS器件的聚合物間隔物下的最大電場。
[0028] 點2表示如圖1所示的常規(guī)TMBS器件的場板終端下的最大電場。
[0029]點a表示如圖2所示的具有MFRT終端結(jié)構(gòu)的TMBS器件的溝槽單元下的最大電場。 [0030]點b表示如圖2所示的具有MFRT終端結(jié)構(gòu)的TMBS器件的導(dǎo)電間隔物下的最大電場。 [0031]點3表示如圖2所示的具有MFRT終端結(jié)構(gòu)的TMPS器件的場板終端下的最大電場。
[0032] 類似于圖3,圖4示出了在圖1所示的常規(guī)器件和圖2所示的器件的終端結(jié)構(gòu)下的各 個位置處的電場。然而，在此例子中，場板的長度為5微米。
[0033] 圖3和圖4所示的結(jié)果表明，常規(guī)器件和圖2所示的器件之間的主要區(qū)別是導(dǎo)電間 隔物下的電場值和場板終端下的電場值。常規(guī)TMBS器件下的最大電場在導(dǎo)電間隔物下出 現(xiàn)，特別是在場板的長度為5微米時。另一方面，在場板的長度為5微米時，圖2所示的TMBS器 件下的最大電場在溝槽單元的底部下出現(xiàn)。雖然在常規(guī)器件和圖2所示的器件兩者中的最 大電場高達(dá)4 Xal05V/cm，但是在后一種TMBS器件中，由于在位于溝槽單元之間的臺面上缺 少導(dǎo)電通路，所以終端區(qū)不會影響器件的擊穿電壓。
[0034]當(dāng)場板的長度為12微米時，圖2所示的器件可使擊穿電壓從212V增大到226V。當(dāng)場 板的長度為5微米時，圖2所示的器件仍然可使擊穿電壓保持為約225V，但是在常規(guī)器件中， 擊穿電壓減小到170V。
[0035] 圖2所示的結(jié)構(gòu)的一個重要優(yōu)點是，它的制造不需要除了用于制造圖1所示的常規(guī) TMBS器件的工序之外的任何額外工序。相比于傳統(tǒng)的邊緣終端技術(shù)，無需額外控制擴散工 藝或復(fù)雜的多場板設(shè)置。舉例來說，可將用于保護環(huán)的溝槽與有源區(qū)中的溝槽同時形成。此 外，可將絕緣層125和126彼此同時形成，并可將導(dǎo)電材料140和141彼此同時沉積。
[0036] 將結(jié)合圖5至圖8來描述可用于形成圖2所示的TMBS二極管的方法的一個例子。在 這個例子中，肖特基二極管及其終端結(jié)構(gòu)同時形成，但情況并非總是如此。
[0037] 圖5是半導(dǎo)體襯底200的剖視圖，該半導(dǎo)體襯底200包括第一層200A和基部襯底 200B，其中第一層200A具有第一導(dǎo)電類型（如η-型）的摻雜劑，基部襯底200B較重地?fù)诫s有 第一導(dǎo)電類型（如η+型）的摻雜劑。通過化學(xué)氣相沉積(CVD)在第一襯底200Α上形成氧化物 層201，例如厚度為約2000埃至10，000埃。接著，將光致抗蝕劑(未示出）涂覆在氧化物層201 上，以在有源區(qū)中限定一個或多個有源區(qū)溝槽210,在終端區(qū)中限定多個溝槽單元211，還在 終端區(qū)中限定終端溝槽220。雖然在這個例子中示出了三個溝槽單元211，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員將認(rèn)識到，可使用相同的工藝來形成具有任意數(shù)目的溝槽單元的器件。溝槽單元211彼 此被臺面215間隔開，并且溝槽單元211與終端溝槽220被臺面216分隔開。此外，臺面214將 有源單元彼此210彼此分隔開，并使彼此相鄰的溝槽單元211和有源單元210分隔開。在一個 例子中，各有源區(qū)溝槽210的寬度為約0.2微米至2.0微米。在一個例子中，終端溝槽220具有 12μι的寬度，保護環(huán)溝槽具有0.5μπι的寬度。
[0038]參見圖6,在移除氧化物層201之后，進行高溫氧化處理以形成柵極氧化物層225和 終端氧化物層226。在有源溝槽210、溝槽單元211和終端溝槽220的側(cè)壁和底部上形成氧化 物層225和226，在一些例子中，這些氧化物層具有約150埃和3000埃之間的厚度?？稍趩蝹€ 工藝中同時形成與所有各個溝槽襯接的氧化物層225和226。在氧化工藝之外，可由高溫沉 積形成氧化物層225和226，從而形成HTO (高溫氧化物沉積)層。
[0039] 接著，同樣參見圖6,通過例如CVD法在氧化物225和226上形成第一導(dǎo)電層240,并 且該第一導(dǎo)電層240填充有源溝槽210、終端溝槽220、溝槽單元211以及臺面214、215和216。 第一導(dǎo)電層240具有一定的厚度，使得其在臺面215和216上方延伸。第一導(dǎo)電層240可以是 任何合適的材料，諸如金屬、摻雜的多晶硅或摻雜的非晶硅。第一導(dǎo)電層240可具有約0.5微 米至3.0微米的厚度。為了防止在溝槽210的內(nèi)部形成空隙，第一導(dǎo)電層240可以是通過 LPCVD(低壓CVD)工藝形成的具有良好階梯覆蓋的多晶硅。然而，在一些情況下，非晶硅能夠 比多晶硅更好地消除空隙。為了使非晶硅導(dǎo)電，可采用重結(jié)晶工藝。
[0040]現(xiàn)在參見圖7,進行各向異性蝕刻，以移除過量的第一導(dǎo)電層240。在此蝕刻工藝 中，從終端溝槽220移除除了導(dǎo)電間隔物242以外的導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電間隔物242形成于終端 氧化物層226上，襯接終端溝槽220的最接近溝槽單元211的側(cè)壁。在一些例子中，導(dǎo)電間隔 物242的寬度(沿所示的剖視圖）約等于終端溝槽220的高度。
[0041 ]接著，使用蝕刻工藝在終端區(qū)中形成介電層250。介電層250可以是例如TE0S層，諸 如LPTE0S或PETE0S層或者03-TE0S或ΗΤ0層。在一些例子中，介電層250的厚度可以在約0.2 微米至1.0微米之間。介電層250覆蓋溝槽單元211的最接近有源區(qū)的部分，以及第一層210Α 的在溝槽單元211之間的部分(即臺面215)和在終端溝槽120和溝槽單元211之間的部分(即 臺面216)。介電層250還覆蓋終端溝槽220并接觸導(dǎo)電間隔物242的側(cè)壁。然而，導(dǎo)電間隔物 242的最上表面230保持暴露。
[0042] 接著，在圖8中，進行濺射或其他合適的工藝，在整個結(jié)構(gòu)上方沉積第二導(dǎo)電層 165,以便在臺面114上形成肖特基接觸區(qū)260。第二導(dǎo)電層165可由能夠與下面的第一層 100Α形成肖特基二極管的任何材料形成。例如，第二導(dǎo)電層165可以是金屬硅化物層。最后， 在襯底100Β的背面上沉積陰極電極170。
[0043] ^lj
[0044] 舉例說明的方式，將為本發(fā)明的包括四個溝槽單元的一個具體實施例指定各 種結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)。在該實施例中，終端溝槽120具有范圍從10微米至50微米的寬度，并且 其深度可與有源區(qū)中的溝槽110的深度相同或不同。取決于具體的設(shè)計和所需的器件特性 (如耐壓、速度、漏電流），終端溝槽120的深度可在0.5微米至10微米的范圍內(nèi)。位于終端溝 槽120中的介電層150可以是二氧化硅層，該二氧化硅層具有在約1500埃至15,000埃之間的 厚度，具體取決于所需的阻斷電壓和材料的組成。
[0045] 溝槽單元可具有在0.2微米和2.0微米之間的寬度，以及在0.5微米和10微米之間 的深度。溝槽單元的寬度和深度可以彼此相同或不同。在終端溝槽120中，由導(dǎo)電層165延伸 進入終端區(qū)所限定的場板可具有在約5微米和50微米之間的長度。
[0046]本文所述的MFRT終端結(jié)構(gòu)提供了許多益處。例如，通過使終端結(jié)構(gòu)下的電場重新 分布，導(dǎo)電間隔物將不是影響器件的擊穿電壓的關(guān)鍵點。因此，終端結(jié)構(gòu)的擊穿電壓維持能 力將與有源區(qū)的擊穿電壓維持能力相近。此外，如果在可用于形成場板的濕法金屬蝕刻工 藝期間存在任何控制問題，則導(dǎo)電間隔物下的電場和場板遠(yuǎn)端下的電場仍然可以維持在可 接受的水平并且不會影響擊穿電壓。
[0047]應(yīng)該指出的是，可將本文所述的MFRT終端結(jié)構(gòu)與除了 TMBS二極管之外的器件結(jié)合 使用，本文通過僅舉例說明的方式介紹了 TMBS二極管。例如，可將終端結(jié)構(gòu)應(yīng)用于任何功率 晶體管，諸如雙倍擴散的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(DMOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)以及其他溝槽M0S器件。
[0048]應(yīng)當(dāng)理解，為了便于說明，本文中使用了空間相對術(shù)語諸如"頂部"、"底部"、"上 方"、"上"、"之下"、"下方"、"下"等來描述如在附圖中所示的一個要素或特征與另一要素或 特征之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，空間相對術(shù)語旨在包括除了附圖中所描繪的取向外，還包括器 件在使用或操作時的不同取向。例如，如果將附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其他要素或 特征的"下方"或"之下"的要素將被取向為在所述其他要素或特征的"上方"。因此，示例性 術(shù)語"上方"可涵蓋上方和下方這兩種取向。
[0049]雖然本文明確示出并描述了各種實施例，但應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和預(yù) 期范圍的情況下，本發(fā)明的修改形式和變型形式被上面的教導(dǎo)內(nèi)容所涵蓋并且在所附權(quán)利 要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于半導(dǎo)體器件的終端結(jié)構(gòu)，所述終端結(jié)構(gòu)包括： 具有有源區(qū)和終端區(qū)的半導(dǎo)體襯底； 位于所述終端區(qū)中并從所述有源區(qū)的邊界朝所述半導(dǎo)體襯底的邊緣延伸的多個溝槽 單元； 在所述終端區(qū)中所述多個溝槽單元的遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的一側(cè)上形成的終端溝槽； 位于與所述終端溝槽的最接近所述多個溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置的導(dǎo)電間隔物； 在所述終端溝槽中形成并接觸所述導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁的第一氧化物層； 在所述半導(dǎo)體襯底的背表面上形成的第一導(dǎo)電層；以及 在所述有源區(qū)和所述終端區(qū)頂部形成的第二導(dǎo)電層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，還包括襯接所述溝槽單元和所述終端溝槽的側(cè)壁 和底表面的第二氧化物層，所述導(dǎo)電間隔物與所述終端溝槽的側(cè)壁和底表面上的所述第二 氧化物層相接觸。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的終端結(jié)構(gòu)，還包括第三氧化物層，所述第三氧化物層位于在相 鄰的溝槽單元之間所設(shè)置的臺面上并且還位于所述第二導(dǎo)電層與所述半導(dǎo)體襯底之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體器件是肖特基二極管。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述肖特基二極管為在所述襯底的所述有源 區(qū)中包括至少一個溝槽的TMBS肖特基二極管。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述溝槽單元填充有導(dǎo)電材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層作為連續(xù)層延伸，所述連續(xù)層 延伸進入所述終端溝槽的至少一部分和所述溝槽單元內(nèi)，使得所述第二導(dǎo)電層和所述導(dǎo)電 間隔物彼此電耦接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述終端結(jié)構(gòu)用于選自由功率晶體管和整流 器所構(gòu)成的組中的器件。9. 一種半導(dǎo)體器件，包括： 半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有位于該半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的至少一個溝槽MOS 器件； 位于所述半導(dǎo)體襯底中的與所述半導(dǎo)體襯底的所述有源區(qū)相鄰的終端區(qū)中的多個溝 槽單元，所述多個溝槽單元從所述有源區(qū)與所述終端區(qū)之間的邊界朝所述半導(dǎo)體襯底的邊 緣延伸； 在所述終端區(qū)中所述多個溝槽單元的遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的一側(cè)上形成的終端溝槽； 襯接所述多個溝槽單元和所述終端溝槽的第一氧化物層； 位于與所述終端溝槽的最接近所述多個溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置的導(dǎo)電間隔物； 在所述終端溝槽中形成并接觸所述導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁的第二氧化物層； 在所述半導(dǎo)體襯底的背表面上形成的第一導(dǎo)電層；以及 位于所述有源區(qū)和所述終端區(qū)頂部的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層的位于所述終端區(qū) 中的一部分限定了場板。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體襯底包括第一層和基部襯底， 并且所述第一層具有輕摻雜的第一類型的導(dǎo)電雜質(zhì)，并且所述基部襯底具有重?fù)诫s的所述 第一類型的導(dǎo)電雜質(zhì)。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝槽MOS器件和所述終端溝槽形成于 所述第一層中并且具有在約〇. 5微米至10.0微米之間的深度。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述終端溝槽具有在約10微米至50微米之 間的寬度。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端結(jié)構(gòu)，還包括第三氧化物層，所述第三氧化物層位于在 相鄰的溝槽單元之間所設(shè)置的臺面上并且還位于所述第二導(dǎo)電層與所述半導(dǎo)體襯底之間。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體器件是肖特基二極管。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述肖特基二極管為在所述襯底的所述有 源區(qū)中包括至少一個溝槽的TMBS肖特基二極管。16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述溝槽單元填充有導(dǎo)電材料。17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層作為連續(xù)層延伸，所述連續(xù) 層延伸進入所述終端溝槽的至少一部分和所述溝槽單元內(nèi)，使得所述第二導(dǎo)電層和所述導(dǎo) 電間隔物彼此電耦接。18. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端結(jié)構(gòu)，其中所述終端結(jié)構(gòu)用于選自由功率晶體管和整流 器所構(gòu)成的組中的器件。19. 一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括： 形成位于半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的至少一個溝槽MOS器件； 形成位于所述半導(dǎo)體襯底中的與所述半導(dǎo)體襯底的所述有源區(qū)相鄰的終端區(qū)中的多 個溝槽單元，所述多個溝槽單元從所述有源區(qū)與所述終端區(qū)之間的邊界朝所述半導(dǎo)體襯底 的邊緣延伸； 在所述半導(dǎo)體襯底的所述終端區(qū)中所述多個溝槽單元的遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的一側(cè)上形 成終端溝槽； 形成位于與所述終端溝槽的最接近所述多個溝槽單元的側(cè)壁相鄰的位置的導(dǎo)電間隔 物； 在所述終端溝槽中形成接觸所述導(dǎo)電間隔物的側(cè)壁的第一氧化物層； 在所述半導(dǎo)體襯底的背表面上形成第一導(dǎo)電層；以及 形成位于所述有源區(qū)頂部的第二導(dǎo)電層；以及 在所述終端區(qū)中形成場板。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中形成所述場板包括形成所述第二導(dǎo)電層到所述 終端溝槽中的延伸。
【文檔編號】H01L21/336GK105900244SQ201480072323
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年11月10日
【發(fā)明人】林亦佑, 張竣玨, 龔璞如
【申請人】威世通用半導(dǎo)體公司