專利名稱：超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及所述超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作方法。
背景技術(shù)：
超級(jí)結(jié)MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)采用新的耐壓層結(jié)構(gòu)，利用一系列交替排列的P型和N型半導(dǎo)體薄層(或稱半導(dǎo)體柱層)，在截止?fàn)顟B(tài)且較低電壓下就將 P型區(qū)和N型區(qū)耗盡，實(shí)現(xiàn)電荷相互補(bǔ)償，使P型區(qū)和N型區(qū)在高摻雜濃度下能實(shí)現(xiàn)高的擊穿電壓，從而同時(shí)獲得低導(dǎo)通電阻和高擊穿電壓，打破傳統(tǒng)功率MOSFET理論極限。同已有的DMOS (雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)器件一樣，一個(gè)超級(jí)結(jié)MOSFET是由很多的單元重復(fù)排列形成的。由于各單元的一致性，單元之間通常不存在電壓擊穿的問(wèn)題，但最外圈的單元與襯底之間，存在著電壓差，易于發(fā)生擊穿；因此器件的終端保護(hù)技術(shù)十分重要。對(duì)已有的器件如高壓VDMOS (縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)，已有擴(kuò)散保護(hù)環(huán)技術(shù)、場(chǎng)板技術(shù)(包括浮空?qǐng)霭寮夹g(shù)、電阻場(chǎng)板技術(shù))、等位環(huán)技術(shù)、場(chǎng)限環(huán)技術(shù)、結(jié)終端擴(kuò)展技術(shù)等；但對(duì)于超級(jí)結(jié)器件，由于器件單元的耐壓方式與傳統(tǒng)的VDMOS的耐壓方式有很大的不同，相應(yīng)的高可靠性的終端保護(hù)技術(shù)需要另行設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，在不增加工藝復(fù)雜性的情況下，能提高器件的耐壓特性和可靠性；為此，本發(fā)明還要提供一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)包括保護(hù)環(huán)，場(chǎng)板， 溝道截止環(huán)，位于該溝道截止環(huán)內(nèi)的電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)；其中所述P型溝槽環(huán)至少具有兩種不同深度的溝槽。所述超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作方法，包括如下步驟步驟一、在N+硅基板上形成N-外延層，在該N-外延層上端有源區(qū)和終端區(qū)利用光刻和離子注入分別形成P阱和P型環(huán)；其中，還包括步驟二、利用光刻和刻蝕在所述N-外延層中的有源區(qū)和終端區(qū)形成不同深度的多組溝槽；步驟三、在所述溝槽中形成P型硅，再通過(guò)回刻或化學(xué)機(jī)械研磨將溝槽表面的P型硅去除，使溝槽表面平坦化；步驟四、在所述N-外延層和溝槽的表面淀積一層?xùn)叛趸?，并在該柵氧化膜上淀積一層多晶硅柵膜；光刻和刻蝕所述多晶硅柵膜，在有源區(qū)形成柵極層的圖形；步驟五、在有源區(qū)的P阱中形成N+源區(qū)和溝道截止環(huán)；步驟六、在所述柵氧化膜、柵極層、N+源區(qū)的表面形成層間介質(zhì)膜；步驟七、進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述層間介質(zhì)膜中形成接觸孔；
步驟八、在所述接觸孔中通過(guò)P+離子注入形成P+接觸；步驟九、在所述接觸孔中、層間介質(zhì)膜的表面淀積表面金屬膜，并通過(guò)光刻和刻蝕形成柵電極和源電極圖形；步驟十、將N+硅基板背面減薄到需要的厚度，并在N+硅基板背面完成背面金屬的淀積，形成背面金屬層，并在該背面金屬層上形成器件的漏電極。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合利用P/N薄層的電荷補(bǔ)償、場(chǎng)板技術(shù)和等位環(huán)技術(shù)，采用至少有兩種不同深度的溝槽，且最外端處的溝槽深度不深于內(nèi)側(cè)的溝槽，減少器件體內(nèi)P/N結(jié)的彎曲弧度從而減少內(nèi)建電場(chǎng)，在不為終端保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作增加新的工藝步驟的情況下獲得高的器件耐壓特性并得到高可靠性的器件，器件耐壓可提高80伏以上。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是現(xiàn)有的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的平面簡(jiǎn)圖；圖2是按圖1中的AA'方向的截面示意圖；圖3是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例一的平面簡(jiǎn)圖；圖4是按圖3中的AA'方向的截面示意圖；圖5是超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件終端保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行TCAD模擬的結(jié)果圖；圖6是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例二的平面簡(jiǎn)圖；圖7是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例三的截面示意圖；圖8是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例四的截面示意圖；圖9是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例五的截面示意圖；圖10是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件實(shí)施例六的截面示意圖；圖11-13是本發(fā)明的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件一實(shí)施例制作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1所示，現(xiàn)有的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件中有源區(qū)是器件導(dǎo)通時(shí)有電流導(dǎo)通的區(qū)域，其中電流會(huì)通過(guò)N區(qū)由源極經(jīng)過(guò)溝道到達(dá)漏極，而P區(qū)即有源區(qū)溝槽25是在反向截止?fàn)顟B(tài)下與N區(qū)一起形成耗盡區(qū)一起承受電壓。終端區(qū)在器件導(dǎo)通時(shí)不提供電流，在反向截止?fàn)顟B(tài)用于承擔(dān)從有源區(qū)最外端到器件最外端的電壓。終端區(qū)中有至少一個(gè)P型環(huán)對(duì)，該 P型環(huán)M —般與有源區(qū)的P阱連接在一起，終端區(qū)中有場(chǎng)板和環(huán)形溝槽23 ；終端區(qū)的橫向電壓是由P型的環(huán)形溝槽23、22與N層交替形成的區(qū)域來(lái)承擔(dān)。一般內(nèi)側(cè)的P型的環(huán)形溝槽22與外側(cè)的環(huán)形溝槽23寬度和深度一致，環(huán)形溝槽23、22共同作為電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)。在終端區(qū)的最外端有溝道截止環(huán)21，它是由N+注入層(與形成器件N+源區(qū)時(shí)進(jìn)行的N+注入同時(shí)注入完成)或在N+注入層上加懸浮金屬板構(gòu)成的。在圖1中四個(gè)角處可以有附加的小P型溝槽(即P型材料填充的溝槽，圖中未示)，用以更好的實(shí)現(xiàn)電荷平衡。再參見圖2所示，其中終端區(qū)上有場(chǎng)板(包括金屬場(chǎng)板和多晶硅場(chǎng)板，終端區(qū)的表面金屬層13作為金屬場(chǎng)板，終端區(qū)柵氧化膜7上的多晶硅作為多晶硅場(chǎng)板8')，所述金屬場(chǎng)板圍繞器件有源區(qū)并與柵極區(qū)8相連。所述金屬場(chǎng)板可以同時(shí)做為柵極區(qū)8的一部分，用以減低柵電極的電阻，使器件特性得到提高。所述多晶硅場(chǎng)板8'懸浮(指不加電壓，即不與源極，柵極和漏極任何電極電相連)置于柵氧化膜7之上(柵氧化膜7的膜厚為500-2000 埃)，并覆蓋在終端區(qū)中幾個(gè)交替排列的P/N薄層之上(覆蓋在P/N薄層的結(jié)合部)；在終端區(qū)的最外端有溝道截止環(huán)，該溝道截止環(huán)是由N+注入層6構(gòu)成或由N+注入層6加懸浮金屬板構(gòu)成。圖2中，14為背面金屬層，12為P+接觸，3為P阱，11為N+源區(qū)，10為接觸孔，9 為層間介質(zhì)膜，4為溝槽，5為P型硅，2為N-外延層。本發(fā)明所述的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)如下實(shí)施例一，參見圖3、4所示，本實(shí)施例的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)包括 位于終端區(qū)最外端的溝道截止環(huán)21，位于所述溝道截止環(huán)21內(nèi)的P型的環(huán)形溝槽23，位于所述環(huán)形溝槽23內(nèi)側(cè)的P型的環(huán)形溝槽22 ( 一般是多個(gè)溝槽)，位于所述P型的環(huán)形溝槽 22內(nèi)的P型環(huán)M ；所述環(huán)形溝槽23至少具有兩個(gè)深度一樣的溝槽，溝槽23的深度至少與溝槽22中的一組溝槽具有兩種不同深度。位于有源區(qū)的有源區(qū)溝槽25設(shè)置在所述P型環(huán) 24內(nèi)。所述溝道截止環(huán)21、環(huán)形溝槽23、環(huán)形溝槽22、P型環(huán)M均為四方形且其四個(gè)邊角為直角形。P型的環(huán)形溝槽23、22共同作為電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)。本實(shí)施例與圖1、2所示的超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)不同之處是，將終端區(qū)的同一深度的環(huán)形溝槽改成深度不一致的環(huán)形溝槽(參見圖4)。有源區(qū)的溝槽深度為 35微米，有源區(qū)的溝槽寬度為5微米，有源區(qū)的溝槽和與其相鄰的終端區(qū)的溝槽之間的間距為10微米。終端區(qū)深度不一致的環(huán)形溝槽由有源區(qū)到終端區(qū)最外側(cè)深度分別為35微米、 30微米、25微米、20微米；溝槽的寬度為5微米，同組的溝槽之間的間距為4微米，不同組溝槽之間的相鄰溝槽的間距為10微米。終端區(qū)表面金屬膜13(即作為金屬場(chǎng)板)下面的層間介質(zhì)膜9的厚度為0.45-1. 5微米。終端區(qū)外側(cè)的場(chǎng)板為多晶硅場(chǎng)板8'，位于其下面的柵氧化膜7厚度為500-2000埃。金屬場(chǎng)板13和多晶硅場(chǎng)板8'的位置與圖1和圖2所示的器件一致。將圖3、4所示的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)和圖1、2所示的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行TCAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù))模擬，得到的等勢(shì)線的情況如圖5(a)和圖5(b)所示。其中圖5(a)是圖1、2 所示結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果，圖5(b)是圖3、4所示結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果。從圖中可以看到，最外側(cè)的幾條等勢(shì)線的彎曲程度[圖5(a)的圓圈標(biāo)出的區(qū)域]在圖3、4所示的器件中得到了很好的改善[結(jié)合圖5(b)]，提高了器件的可靠性；結(jié)果表明終端區(qū)的擊穿電壓也同時(shí)得到了改善(對(duì)設(shè)計(jì)耐壓為600伏的器件，提高了 90伏)。實(shí)施例二，如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于，對(duì)終端區(qū)結(jié)構(gòu)中環(huán)形溝槽23，環(huán)形溝槽22的形狀進(jìn)行了改進(jìn)，由實(shí)施例一中四個(gè)邊角為直角形改進(jìn)成為有一定弧度的圓弧形，以進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)角處的電場(chǎng)強(qiáng)度，提高器件的擊穿電壓。本實(shí)施例將P型環(huán)M的四個(gè)邊角也改為有一定弧度的圓弧形。實(shí)施三，如圖7所示，基于實(shí)施例一和實(shí)施例二的平面圖(參見圖3、6)，對(duì)多晶硅場(chǎng)板8'的位置進(jìn)行改善，在終端區(qū)外側(cè)的每個(gè)P/N薄層的結(jié)合部(即P型半導(dǎo)體薄層和N 型半導(dǎo)體薄層的結(jié)合部)上方蓋上多晶硅場(chǎng)板8'，以穩(wěn)定表面電場(chǎng)，提高器件的擊穿電壓和可靠性。實(shí)施四，如圖8所示，基于實(shí)施例三，對(duì)終端區(qū)不同深度的環(huán)形溝槽，采用寬度不同的溝槽，并調(diào)整不同組溝槽之間的間距。這里溝槽的寬度和深度的關(guān)系可以通過(guò)溝槽刻蝕的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到(例如圖8所示的溝槽深度和溝槽寬度的關(guān)系在同一刻蝕工藝下，溝槽深度隨溝槽寬度的減小而變淺)，同組中相鄰溝槽間隔的距離，不同組中相鄰溝槽間隔的距離可以根據(jù)電荷平衡的要求進(jìn)行設(shè)定；一般要求同一深度處每個(gè)P/N單元(一個(gè)P型半導(dǎo)體薄層和一個(gè)相鄰的N型半導(dǎo)體薄層)中N型載流子和P型載流子的偏差不要大于其中N 型載流子總量的30%。實(shí)施例五，如圖9所示，在實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，將終端區(qū)的場(chǎng)板全部改為金屬場(chǎng)板，即取消位于柵氧化膜7上方的多晶硅場(chǎng)板8'，在終端區(qū)的外側(cè)的層間介質(zhì)膜9的上方每個(gè)P/N薄層的結(jié)合部設(shè)置金屬場(chǎng)板13'。實(shí)施例六，如圖10所示，在實(shí)施例五的基礎(chǔ)上，將終端區(qū)的外側(cè)的層間介質(zhì)膜9的厚度減小(大于1500埃)，以增加場(chǎng)板的效果，提高器件的擊穿電壓。結(jié)合圖10-13所示，在一實(shí)施例中所述超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作工藝方法如下步驟一、結(jié)合圖11所示，在N+硅基板上形成N-外延層2，在該N-外延層2上有源區(qū)(電流通過(guò)區(qū))利用光刻和離子注入形成P阱3圖形和P型環(huán)3'。步驟二、利用光刻和刻蝕在有源區(qū)和終端區(qū)的N-型外延層2中形成不同深度的多組溝槽4。有源區(qū)的溝槽4的底部可以與所述N+硅基板的表面相連，也可以位于N-外延層 2中，即不到達(dá)N+硅基板的表面，如圖11所示。不同深度的溝槽可以利用刻蝕的微負(fù)載效應(yīng)，通過(guò)在掩膜版上設(shè)計(jì)不同尺寸的溝槽寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)；如果溝槽的寬度是一致的，那么可以通過(guò)多次刻蝕的工藝方法來(lái)得到不同的溝槽深度。進(jìn)行溝槽刻蝕時(shí)可以利用介質(zhì)膜做刻蝕掩膜，也可以利用光刻膠作為刻蝕掩膜。步驟三、在所述溝槽4中形成P型硅5，再通過(guò)回刻或化學(xué)機(jī)械研磨將溝槽4表面的P型硅去掉，使溝槽4表面平坦化。P型硅5可以是單晶硅、多晶硅或無(wú)定形硅；也可以是在溝槽4側(cè)壁淀積介質(zhì)膜之后再淀積P型多晶硅或P型無(wú)定形硅。步驟四、結(jié)合圖12所示，在所述N-外延層2和溝槽4的表面淀積一層?xùn)叛趸?， 并在該柵氧化膜7上淀積一層多晶硅；光刻和刻蝕所述多晶硅，在有源區(qū)形成柵極層8的圖形。所述柵氧化膜7的厚度為500-2000埃。所述柵極層8可以是多晶硅，也可以是無(wú)定形硅，厚度為3000-5000埃，多晶硅或無(wú)定形硅可以是原位摻雜的，也可以是利用N型注入來(lái)?yè)诫s的，摻雜后的多數(shù)載流子雜質(zhì)濃度要高于E19/CM3;還可以在多晶硅或無(wú)定形硅之上再淀積金屬鎢或鎢硅來(lái)降低柵極的電阻。步驟五、結(jié)合圖12所示，利用光刻在有源區(qū)的P阱3中形成N+源區(qū)圖形，在終端區(qū)的最外端形成溝道截止環(huán)圖形；再通過(guò)N+離子注入形成N+源區(qū)11，同時(shí)在終端區(qū)的最外端形成N+注入層6，該N+注入層6即可作為溝道截止環(huán)。在進(jìn)行N+離子注入前按照需要可以將注入?yún)^(qū)的柵氧化膜7部分刻蝕掉，只需保留用于減少離子注入損傷的柵氧化膜7 即可。在終端區(qū)，除作為溝道截止環(huán)的N+注入層6之外，其余區(qū)域的柵氧化膜7的厚度保持不變。所述N+離子注入，注入的離子可以是砷，也可以是磷，或它們的組合。步驟六、結(jié)合圖13所示，在所述柵氧化膜7、柵極層8、N+源區(qū)11的表面形成層間介質(zhì)膜9。該層間介質(zhì)膜9的厚度為4000-15000埃。步驟七、結(jié)合圖13所示，進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述層間介質(zhì)膜9中形成接觸孔10。 在該步驟中利用刻蝕的微負(fù)載效應(yīng)，在終端區(qū)形成的接觸孔10其寬度遠(yuǎn)大于有源區(qū)的接觸孔10，終端區(qū)接觸孔10的刻蝕深度將小于有源區(qū)接觸孔10的刻蝕深度，從而在將有源區(qū)接觸孔10內(nèi)的層間介質(zhì)膜9和柵氧化膜7全部刻蝕去處的前提下，使終端區(qū)接觸孔10 內(nèi)的層間介質(zhì)膜9沒(méi)有被全部去除，其下的柵氧化膜7也不被損傷，層間介質(zhì)膜9被刻蝕后在該處留下的介質(zhì)膜15的厚度比柵氧化膜7的厚度大1-2陪。這樣在終端區(qū)形成兩種厚度的層間介質(zhì)膜15、9，厚的層間介質(zhì)膜9的厚度大于終端區(qū)其他部分層間介質(zhì)膜15的厚度。這樣可以使最終形成在終端區(qū)層間介質(zhì)膜15上的金屬場(chǎng)板發(fā)揮更大的效果，提高器件終端區(qū)的擊穿電壓。所述接觸孔10的刻蝕可以停在硅表面(如N+源區(qū)的表面)也可以將硅部分刻蝕掉，縱向硅的刻蝕量可以在2000埃以下。步驟八、結(jié)合圖13所示，在P阱3中通過(guò)P+離子注入形成P+接觸12，以實(shí)現(xiàn)P阱 3與后續(xù)步驟中形成的表面金屬膜13的歐姆接觸。所述的P+離子注入可以提高器件的電流處理能力，注入的離子可以是硼或二氟化硼(BF2)。步驟九、結(jié)合圖10所示，在所述接觸孔10中、層間介質(zhì)膜9和位于終端區(qū)的接觸孔10中的層間介質(zhì)膜15表面淀積表面金屬膜，通過(guò)光刻和刻蝕形成表面金屬層13以及位于終端區(qū)外側(cè)的層間介質(zhì)膜9的上方每個(gè)P/N薄層結(jié)合部的金屬場(chǎng)板13'，并通過(guò)光刻和刻蝕形成柵電極和源電極圖形。在所述N+注入層6上可以設(shè)置懸浮金屬板16，該懸浮金屬板16與N+注入層6共同作為金屬場(chǎng)板。步驟十、將N+硅基板背面減薄到需要的厚度，并在N+硅基板背面完成背面金屬的淀積，形成背面金屬層14，并在背面金屬層14上形成器件的漏電極。在上述的制作流程中，要注意做好P型區(qū)和N型區(qū)的電荷平衡。一方面，假設(shè)有源區(qū)的N型區(qū)的多數(shù)載流子雜質(zhì)濃度為Cn，溝槽中的P型硅的多數(shù)載流子雜質(zhì)濃度為Cp，那么需要有，(Al*Cn-Bl*Cp)/(Al*Cn+Bl*Cp)的絕對(duì)值小于 15% ；同樣，(A2*Cn-B2*Cp) / (A2*Cn+B2*Cp)的絕對(duì)值小于 15%(A3*Cn-B3*Cp) / (A3*Cn+B3*Cp)的絕對(duì)值小于 15%(A4*Cn-B4*Cp)/(A4*Cn+B4*Cp)的絕對(duì)值小于 15%(A5*Cn-B5*Cp)/(A5*Cn+B5*Cp)的絕對(duì)值小于 15%。(A6*Cn-B6*Cp) / (A6*Cn+B6*Cp)的絕對(duì)值小于 30 %。上式中Al是有源區(qū)中P/N薄層中N層的寬度，Bl是有源區(qū)中P/N薄層中P層的寬度；A2是終端區(qū)最里側(cè)(毗鄰有源區(qū))一組P/N薄層中N層的寬度，B2是該處的P/N薄層中P層的寬度；A3、A4、A5、A6依次是終端區(qū)從里到外(如圖10從左至右)的多組P/N薄層中N層的寬度，B3、B4、B5、B6依次是相應(yīng)的P層的寬度。另一方面，對(duì)相鄰的不同深度的溝槽之間的間距要進(jìn)行優(yōu)化，例如圖中的C1-C3， 應(yīng)該使2C1/(B2+A3)的比值在0. 9和1. 1之間；2C2/(B3+A4)的比值在0. 9和1. 1之間； 2C3/ (B4+A5)的比值在0. 9和1. 1之間。以上通過(guò)實(shí)施例和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括保護(hù)環(huán)，場(chǎng)板，溝道截止環(huán)，位于該溝道截止環(huán)內(nèi)的電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)；其特征在于所述P型溝槽環(huán)至少具有兩種不同深度的溝槽。
2.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)為四方形且其四個(gè)角為直角形，或者所述P型溝槽環(huán)為四方形且其四個(gè)角為圓弧形。
3.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)最外端的溝槽深度要小于或者等于與它相鄰的但靠近有源區(qū)溝槽的深度。
4.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)最外端的一組溝槽至少包含有兩個(gè)同樣深度的溝槽。
5.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)最外端的一組溝槽的寬度小于或者等于與它相鄰的但靠近有源區(qū)溝槽的寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)的深度沿從有源區(qū)溝槽到終端區(qū)最外端的方向單調(diào)減少或相等。
7.如權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P型溝槽環(huán)的寬度沿從有源區(qū)溝槽到終端區(qū)最外端的方向單調(diào)減少或相等。
8.一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作方法，包括如下步驟步驟一、在N+硅基板上形成N-外延層，在該N-外延層上端有源區(qū)和終端區(qū)利用光刻和離子注入分別形成P阱和P型環(huán)；其特征在于，還包括步驟二、利用光刻和刻蝕在所述N-外延層中的有源區(qū)和終端區(qū)形成不同深度的多組溝槽；步驟三、在所述溝槽中形成P型硅，再通過(guò)回刻或化學(xué)機(jī)械研磨將溝槽表面的P型硅去除，使溝槽表面平坦化；步驟四、在所述N-外延層和溝槽的表面淀積一層?xùn)叛趸ぃ⒃谠摉叛趸ど系矸e一層多晶硅柵膜；光刻和刻蝕所述多晶硅柵膜，在有源區(qū)形成柵極層的圖形； 步驟五、在有源區(qū)的P阱中形成N+源區(qū)和溝道截止環(huán)； 步驟六、在所述柵氧化膜、柵極層、N+源區(qū)的表面形成層間介質(zhì)膜； 步驟七、進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述層間介質(zhì)膜中形成接觸孔； 步驟八、在所述接觸孔中通過(guò)P+離子注入形成P+接觸；步驟九、在所述接觸孔中、層間介質(zhì)膜的表面淀積表面金屬膜，并通過(guò)光刻和刻蝕形成柵電極和源電極圖形；步驟十、將N+硅基板背面減薄到需要的厚度，并在N+硅基板背面完成背面金屬的淀積，形成背面金屬層，并在該背面金屬層上形成器件的漏電極。
9.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于終端區(qū)的接觸孔寬度遠(yuǎn)大于有源區(qū)的接觸孔寬度，所述接觸孔刻蝕完成后位于終端區(qū)的層間介質(zhì)膜厚度大于1500埃，在終端區(qū)外端的表面金屬膜完成圖形化形成金屬場(chǎng)板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括保護(hù)環(huán)、場(chǎng)板、溝道截止環(huán)，位于該溝道截止環(huán)內(nèi)的電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)；其中所述電荷平衡補(bǔ)償P型溝槽環(huán)至少具有兩種不同深度的溝槽。本發(fā)明還公開了一種超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的制作方法。本發(fā)明能在不增加工藝復(fù)雜性的情況下，提高器件的耐壓特性和可靠性。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102412260SQ20101029045
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者肖勝安, 韓峰 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司