專利名稱：用于改進(jìn)溝槽屏蔽式半導(dǎo)體裝置和肖特基勢壘整流器裝置的結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體技術(shù)，具體涉及功率半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
幾種類型的功率半導(dǎo)體裝置(如晶體管和二極管)均包括豎直裝置。豎直裝置通常包括形成于半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體外延層中的臺面結(jié)構(gòu)，其中該臺面通過布置在外延層中且在臺面周圍的一個或多個溝槽限定?？煽仉娏餮刂篌w與外延層和半導(dǎo)體基板的表面垂直的(如，豎直的)方向從臺面頂部流到臺面底部。豎直裝置通常具有電流流過電阻量低的臺面的開啟(ON)狀態(tài)、以及除了極少的泄漏電流以外電流流動基本上受到抑制的關(guān)閉 (OFF)狀態(tài)。在OFF狀態(tài)下，在抑制電流流動的同時可通過該臺面承受的電壓可非常高，比如在幾十伏的范圍內(nèi)。然而，因為半導(dǎo)體材料中發(fā)生的各種過程，諸如載流子雪崩(carrier avalanche)，在OFF狀態(tài)下抑制電流的能力在一定電壓(通常被稱為擊穿電壓)水平下失效。需要繼續(xù)對溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的可靠性和性能進(jìn)行改進(jìn)。這包括提升上述擊穿電壓的值以及改進(jìn)臺面中形成的裝置的電特性。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的第一發(fā)明涉及一種溝槽屏蔽式半導(dǎo)體裝置。其第一一般示例性實施方式主要包括具有表面的半導(dǎo)體區(qū)；該半導(dǎo)體區(qū)的第一區(qū)域；布置在該半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)且圍繞第一區(qū)域的第一傳導(dǎo)類型的阱區(qū)；以及在半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)延伸的多個溝槽。每個溝槽的第一端布置在阱區(qū)的第一部分中，第二端布置在阱區(qū)的第二部分中，且第一端與第二端之間的中間部分布置在第一區(qū)域內(nèi)。每個溝槽還具有襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在該介電層的至少一個部分上的傳導(dǎo)電極。任何適當(dāng)和期望類型的裝置區(qū)均可布置在相鄰溝槽的中間部分之間。以上配置有助于從裝置區(qū)排除電位線和場，以提升裝置的擊穿電壓。本發(fā)明的其他示例性實施方式可包括布置在多個前述溝槽的任一側(cè)上的端溝槽，每個此類端溝槽均布置在阱區(qū)相應(yīng)部分中。另外一些示例性實施方式可包括布置在多個前述溝槽的第一和第二端處的額外端溝槽，每個此類額外端溝槽均布置在阱區(qū)的相應(yīng)部分中。以上配置還有助于從裝置區(qū)排除電位線和場，以提升裝置的擊穿電壓。本申請的第二發(fā)明涉及一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法。作為做出本發(fā)明的一部分，發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有改進(jìn)質(zhì)量的介電層且具有倒圓底壁的溝槽可以提供改進(jìn)的擊穿電壓。本發(fā)明一個一般示例性實施方式包括在半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)形成一個或多個初始溝槽，每個溝槽均具有底壁以及一個或多個側(cè)壁；在初始溝槽的壁上生長犧牲氧化層；去除該犧牲氧化層；去除犧牲氧化層后在一個或多個溝槽的側(cè)壁和底壁上形成介電層；以及用傳導(dǎo)材料填充一個或多個溝槽。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，生長和去除犧牲氧化層可使溝槽的底壁變圓，并且通過連接(即，還原)溝槽壁的蝕刻半導(dǎo)體材料的自由鍵(danglingbond)來提高隨后形成的介電層的質(zhì)量。 本申請的第三發(fā)明涉及一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法。作為做出本發(fā)明的一部分，發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可能引起擊穿條件的傳導(dǎo)橋可在溝槽的介電層中形成，并找到了一種生長可阻止這些傳導(dǎo)橋形成的更佳的氧化物介電層的方法。本發(fā)明的一個一般示例性實施方式包括在半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)形成一個或多個溝槽，每個溝槽均有底壁和一個或多個側(cè)壁；在iioo°c或更高的溫度條件下、在以一種或多種惰性氣體稀釋的干燥氧環(huán)境中、在一個或多個溝槽的溝槽底壁和側(cè)壁上形成氧化層；以及用傳導(dǎo)材料填充一個或多個溝槽。在溝槽屏蔽式功率裝置的背景中，以上氧化物生長條件提供了具備更高質(zhì)量的更好的介電層。本申請的第四發(fā)明涉及用于限定光刻膠層的光掩模，限定的光刻膠層進(jìn)而用于限定半導(dǎo)體晶片中的溝槽。一個示例性的半導(dǎo)體晶片可具有在第一表面處的第一區(qū)域、在晶片表面處且與第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域、以及第一與第二區(qū)域之間的周界邊緣。第一區(qū)域相對于第二區(qū)域處在不同的高度，或下凹或升高。第二區(qū)域可包括裸片的形成溝槽處的活性區(qū)，且第一區(qū)域可形成在第二區(qū)域周圍。這些溝槽也可延伸至第一區(qū)域中。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的光掩模難以以亞微米溝槽尺寸在第一和第二區(qū)域中最低的一個中限定光刻膠層。本申請的第三發(fā)明提供了具有光學(xué)臨近校正(optical proximity correction)特征的光掩模，用于在第一和第二區(qū)域的最低的一個中限定光刻膠溝槽區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式包括對準(zhǔn)標(biāo)志，用于將光掩模與半導(dǎo)體晶片的第一與第二區(qū)域之間的周界邊緣對準(zhǔn)；以及條帶區(qū)的陣列，用于限定半導(dǎo)體晶片的第一表面中的多個溝槽。每個條帶區(qū)都具有將要在半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)的第一部分以及將要在第二區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)的第二部分。條帶區(qū)的第一部分具有第一寬度，條帶區(qū)的第二部分具有第二寬度，其中第一寬度與第二寬度不同。在限定正性(positive-tone)光刻膠的情況下，在最低區(qū)域上對準(zhǔn)的寬度可大于在其他區(qū)域上對準(zhǔn)的寬度。在限定負(fù)性光刻膠的情況下，最低區(qū)域上對準(zhǔn)的寬度可小于其他區(qū)域上對準(zhǔn)的寬度。本申請的第五發(fā)明涉及一種具有P-摻雜多晶硅溝槽電極的溝槽屏蔽式半導(dǎo)體裝置。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，P-摻雜多晶硅材料增強(qiáng)了溝槽電極將裝置臺面從電位線和場屏蔽開的能力，且提升了裝置的擊穿電壓。本發(fā)明的第一示例性實施方式涉及一種半導(dǎo)體裝置，該裝置主要包括具有表面的半導(dǎo)體區(qū)；以及延伸入半導(dǎo)體區(qū)的多個溝槽，每個溝槽均具有第一端、第二端以及第一與第二端之間的中間部分，每個溝槽還具有襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在介電層的至少一個部分中的傳導(dǎo)電極，其中，傳導(dǎo)電極包括P-摻雜多晶硅。 本發(fā)明的第二示例性實施方式涉及一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法，該方法主要包括在半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)形成一個或多個溝槽，每個溝槽均具有底壁及一個或多個側(cè)壁，該一個或多個溝槽限定半導(dǎo)體區(qū)的與該一個或多個溝槽相鄰的表面；在一個或多個溝槽的側(cè)壁和底壁上形成介電層；以及用P-摻雜多晶硅材料填充一個或多個溝槽。多晶硅可通過在沉積過程中的原位摻雜、通過在沉積之后用P型摻雜劑注入、或通過在退火過程中氣相暴露于P型摻雜劑來實現(xiàn)摻雜。參考附圖在具體實施方式
中對這些發(fā)明及其他發(fā)明的這些和其他實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。本文中說明的示例性實施方式以及本發(fā)明的一些方面可單獨或組合使用。


圖1示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的一個示例性溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的局部橫截面圖。

圖2示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的圖1中所示的示例性裝置的頂部平面圖。圖3示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的圖1和2中所示的示例性裝置的另一局部橫截面圖。圖4示出了根據(jù)本申請的其他發(fā)明的制造溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的示例性方法的流程圖。圖5-10示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的在根據(jù)圖4中示出的示例性方法的各個制造階段中，溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。圖11-13示出了根據(jù)本申請的另一發(fā)明的用于限定半導(dǎo)體晶片中的特征的示例性光掩模的頂部平面圖。圖14示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的溝槽形成前的示例性溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的局部橫截面圖。圖15示出了根據(jù)本申請的發(fā)明的另一個示例性溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置的局部橫截面圖。
具體實施例方式下文參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)行更完整的說明，其中示出了發(fā)明的示例性實施方式。然而，本發(fā)明可以有不同的實施方式，且不應(yīng)被解釋為限于本文中所述的實施方式。相反，提供這些實施方式是為了讓該發(fā)明公開徹底、完整且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的范圍。附圖中，為了清晰，可對層厚度和區(qū)進(jìn)行放大。在整個說明書中，相同的參考標(biāo)號用于說明相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)說明一個元件(如層、區(qū)、或電極等)在另一元件“上方”、“上面”、“連接至”，“耦接至”、“電氣耦接至”另一個元件等時，其可以直接位于其他元件上方、上面，連接至、或耦接至其他的元件，或者可以存在居間的元件。相對地，若說一個元件“直接位于...上”、“直接連接至”、“直接耦接至”、“直接電氣連接至”另一元件等時，則其中不存在居間元件。本文中使用的與空間相關(guān)的術(shù)語，諸如“上方”、“下面”、“之上”、“下方”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“右”、“左”等是為了方便說明圖中所示的一個元件或特征與另一元件或特征之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，除了圖中描繪的方位之外，空間相關(guān)的術(shù)語旨在包括在使用或運行中的裝置的不同方位。例如，如果圖中的對象翻轉(zhuǎn)，描述為在另一元件或特征“下面”或“下方”的元件的方位就變?yōu)樵诹硪辉蛱卣鞯摹吧戏健被颉爸稀薄Ｒ虼?，示例性術(shù)語“上方”可能包括上方和下方方位。本文中使用的術(shù)語僅用于本發(fā)明的解釋性目的，不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的意義或范圍。如本說明書中使用的，除非在文中明確表示特定的情況，否則單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。而且，本說明書中使用的表述“包括”和/或“包含”既不限定提到的形狀、數(shù)目、 步驟、步驟、操作、構(gòu)件、元件、和/或它們的組，也不排除出現(xiàn)或增加一個或多個其他不同的形狀、數(shù)目、步驟、操作、構(gòu)件、元件、和/或它們的組，或增加這些特征。本文中使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項的任何及所有組合。如本文所用，諸如“第一” “第二”等的術(shù)語用于說明各個項。然而，明顯的是，此類項不應(yīng)被這些術(shù)語限定。術(shù)語僅用于將一個項與其他項區(qū)分。因此，只要不背離本發(fā)明的范圍，要說明的第一項也可能指的是第二項。如半導(dǎo)體技 術(shù)中所知的，有可注入、擴(kuò)散或生長至半導(dǎo)體區(qū)中以使該半導(dǎo)體區(qū)成為η型的η型摻雜劑(如砷、磷)，也有可注入、擴(kuò)散或生長至半導(dǎo)體區(qū)中以使該區(qū)成為P型的P型摻雜劑(例如，硼)。在很多的裝置制造工藝中，通常將η型摻雜劑注入或擴(kuò)散至已有的P型區(qū)中，以制成η型子區(qū)。在該η型子區(qū)中，η型摻雜劑的濃度超過ρ型摻雜劑的濃度。在該子區(qū)內(nèi)有“凈”η型摻雜濃度，其等于引入的η型摻雜劑的濃度減去已有的ρ型摻雜劑的濃度。η型子區(qū)的電屬性的主要部分與凈η型摻雜濃度(而不是引入的η型摻雜劑的濃度)相關(guān)，而且因為該原因，半導(dǎo)體技術(shù)要區(qū)分凈濃度和引入濃度。裝置其他區(qū)在形成期間可以用引入?yún)^(qū)內(nèi)僅一種類型的摻雜劑形成，這種情況下“凈”摻雜濃度等于引入摻雜濃度。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置100的局部截面圖。 裝置100可包括肖特基勢壘整流器、Ρ-Π結(jié)整流器、MOSFET晶體管、BJT晶體管、IGBT晶體管、或其組合。為了說明，且不喪失一般性，本文中說明的裝置100包括在裝置裸片的中央?yún)^(qū)中的活性肖特基勢壘整流器、以及在中央部分周圍的場終止區(qū)中的寄生ρ-η結(jié)整流器。裝置100包括N+摻雜半導(dǎo)體基板105、布置在基板105底部上的第一傳導(dǎo)層140、 以及布置在半導(dǎo)體基板105頂面上的一個或多個外延生長半導(dǎo)體η型層106 ( “外延半導(dǎo)體層”)。如上所述，半導(dǎo)體區(qū)可用η型摻雜劑摻雜為η傳導(dǎo)型區(qū)(或“η型區(qū)”)，用ρ型摻雜劑摻雜為P傳導(dǎo)型區(qū)(或“P型區(qū)”)，或者不摻雜(“本征型區(qū)”)。裝置100還包括裝置區(qū)120、或活性區(qū)120，裝置的活性部件位于該區(qū)(如肖特基勢壘整流器)；以及場終止區(qū) 150，其成形為裸片外圍的電場，以提高裝置的反向擊穿電壓。如下面的說明，場終止區(qū)150 具有寄生Ρ-η結(jié)整流器。在裝置區(qū)120中，裝置100還包括布置在半導(dǎo)體層106中的多個溝槽122、交叉置于溝槽122之間的半導(dǎo)體材料的多個臺面130、布置在臺面130頂部上方的傳導(dǎo)接觸層 112，以及布置在接觸層112上方的第二傳導(dǎo)層110。每個溝槽122從層106的頂面朝向基板105延伸至層106中，且具有襯以介電層123的相對側(cè)壁、以及布置在側(cè)壁之間的屏蔽電極124。接觸層112與每個臺面130 —起形成單個肖特基勢壘二極管，其中二極管平行地電氣耦接在第一傳導(dǎo)層104與第二傳導(dǎo)層110之間。接觸層112是肖特基勢壘整流器的陽極，基板105為陰極。第一傳導(dǎo)層104提供了整流器的陰極端子，第二傳導(dǎo)層110提供了陽極端子。作為示例性制造過程的典型結(jié)果，接觸層112可置于屏蔽電極112與第二傳導(dǎo)層 110之間，這種情況下，其形成對屏蔽電極124和層110這兩者的電接觸。屏蔽電極124通過第二傳導(dǎo)層110電耦接至與接觸層112相同的電位。屏蔽電極 124用于建立深入半導(dǎo)體層106內(nèi)并且在臺面130的頂表面以下的陽極電位電絕緣島，從而基本上將接觸層112與臺面130頂部之間的肖特基接觸從基板105和半導(dǎo)體層106的下部部分上存在的陰極電位屏蔽開。屏蔽電極124也可用于消耗載流子(電子)的臺面130，這導(dǎo)致沿伸入臺面130的任何反向偏壓的等電位線的分布(最初沿中心線)沿臺面的高度以基本線性的方式分布，而不是集中在臺面的頂部。這通過保持反向偏壓的等電位線遠(yuǎn)離肖特基接觸，而大大地提高了肖特基勢壘二極管的反向偏壓漏泄電流和擊穿電壓。溝槽122 可以具有用于低擊穿電壓應(yīng)用(VB<50v)的0.05至2. O微米的深度，用于中擊穿電壓應(yīng)用(90v < VB < 150v)的1至5微米的深度，或用于很高擊穿電壓應(yīng)用的高達(dá)25微米的深度。 在場終止區(qū)150中，裝置100還包括相對較深的布置在半導(dǎo)體層106中的相對深的凈P摻雜隔離阱156、布置在隔離阱156中與裝置區(qū)域120中最左邊的溝槽122相鄰的端溝槽162、以及布置在端溝槽162與最左邊的溝槽122之間的端臺面170。隔離阱156和端溝槽162各自從半導(dǎo)體層106的頂表面朝向基板105沿伸至層106中。阱156的最右邊緣在端臺面170內(nèi)或裝置區(qū)域120的最左邊溝槽122處終止。每個溝槽162優(yōu)選地包含在隔離阱156中。每個端溝槽162具有襯以介電層163的相對側(cè)壁、以及布置在側(cè)壁之間的屏蔽電極164。第二傳導(dǎo)層110布置在隔離阱156上方，且電耦接至阱156和端溝槽162的屏蔽電極164。介電場層158布置在阱156與處于阱156的最左邊緣處的第二傳導(dǎo)層110之間(如，沿著場終止區(qū)域150的外圍)。作為示例性制造過程的典型結(jié)果，接觸層112可置于阱156與第二傳導(dǎo)層110之間，這種情況下，其形成對阱156和層110這兩者的電接觸。 (傳導(dǎo)接觸形成為從層112到阱156，因為與臺面130的較低的η型摻雜水平相比較，阱的 P型摻雜水平相對較高。)也作為典型結(jié)果，接觸層112可置于在屏蔽電極164與第二傳導(dǎo)層110之間，這種情況下，其形成對屏蔽電極164和層110這兩者的電接觸。因為電耦接至第二傳導(dǎo)層110，隔離阱156電氣耦接至出現(xiàn)在屏蔽電極124、164和接觸層112上的相同電位。阱156在其自身與η型層106之間形成p-η結(jié)，消耗層106的在載流子阱156周圍的區(qū)域，并將電場從溝槽122、162和端臺面170排除。即使溝槽122 在適當(dāng)位置，反向偏壓的等電位線和電場也會蔓延至臺面130的底部部分中，最初沿其中心線，其可能引發(fā)限定擊穿電壓的載流子雪崩擊穿條件。如果沒有阱156和溝槽162，反向偏壓的等電位線和電場可能會比內(nèi)部臺面130更大程度地蔓延至最左臺面130中，使最左臺面130成為擊穿條件的位置。如果沒有阱156和溝槽162，最左臺面130處的擊穿電壓的值會低于內(nèi)部臺面130的值，因為等電位線和電場在最左臺面130中蔓延的程度更大。隔離阱156和端溝槽162用于將等電位線和電場從最左溝槽122排除，阻止電勢和電場更大程度地蔓延至最左溝槽130內(nèi)。實際上，阱156和溝槽162可配置為使電勢和電場比內(nèi)部臺面更小程度地蔓延至最左溝槽130內(nèi)。這會使得雪崩擊穿條件在裝置區(qū)域120的中央部分內(nèi)發(fā)生，其會將反向偏壓電流分布到更大的區(qū)域上，以減小電流的損害效應(yīng)。如必要，阱 156和η型層106的摻雜水平可選擇為給ρ_η結(jié)提供比裝置區(qū)域120內(nèi)部部分的擊穿電壓更大的擊穿電壓，或者給ρ-η結(jié)提供更低的擊穿電壓。在后一種情況下，反向偏壓擊穿電流的損害效應(yīng)集中到Ρ-η結(jié)上。此類摻雜水平的選擇在半導(dǎo)體裝置技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)設(shè)計師的能力范圍內(nèi)，且可通過本領(lǐng)域廣泛使用的計算機(jī)模擬程序來指導(dǎo)。從圖1可以看出，半導(dǎo)體層106的頂表面中有一個小凹部152，位于場終止區(qū) 150內(nèi)。凹部152在示例性制造過程期間制成，提供用于該過程的各種光刻掩模的對準(zhǔn)標(biāo)志。因為制造過程中的凹部和其他特征，溝槽162底部的深度低于溝槽122底部深度。端溝槽162底部的下深度還有助于將等電位線和電場從最左邊溝槽122排除，且有助于提升裝置的擊穿電壓。在裝置100的其他實施中，溝槽162底部的深度可等于溝槽122的深度，這可通過使用更狹窄的平版印刷窗限定溝槽162來實現(xiàn)，或使用不形成凹部152的不同對準(zhǔn)方法來實現(xiàn)。溝槽162的寬度范圍可以是溝槽122寬度的0. 8倍至溝槽122寬度的1.2倍，且端臺面170的寬度范圍可以是臺面130寬度的0.5倍至臺面130寬度的 1. 25倍。在優(yōu)選實施方式中，溝槽162的寬度基本上與溝槽122的寬度相同，這在溝槽頂部處測得(對于小于一微米的溝槽寬度，優(yōu)選地在0. 1微米以內(nèi)，更優(yōu)選地在0. 05微米以內(nèi))。也在優(yōu)選實施方式中，端臺面170的寬度范圍是臺面130寬度的0.8倍至1.2倍， 這在臺面頂部處測得(對于小于一微米的溝槽寬度，優(yōu)選地在0. 1微米以內(nèi)，更優(yōu)選地在 0. 05微米以內(nèi))。以上寬度可在實際的裸片上測得，如必要，使用適合溝槽和臺面邊緣的線段最小平方(line segment leastsquare)。對于亞微米的溝槽寬度和臺面寬度，使用傳統(tǒng)的光刻方法實現(xiàn)這些優(yōu)選尺寸(凹部152存在)很難。然而，下文說明的光學(xué)臨近校正 (opti cal-proximity-correction, OPC)光刻發(fā)明可用來很容易地實現(xiàn)這些優(yōu)選尺寸。通過 OPC特征實現(xiàn)的一組典型尺寸包括大約0. 5微米的溝槽寬度、大約1. 1微米的溝槽深度、 大約400至500埃的溝槽介電層厚度、大約0. 3微米的臺面寬度、以及相鄰溝槽122之間的大約0.8微米的節(jié)距。圖2示出了裝置100的頂部平面圖，位置為圖1的橫截面顯示為被剖切線1-1切害I]。顯示了活性區(qū)域120、場終止區(qū)150、凹部152、溝槽122、臺面130、端溝槽162、和端臺面170的位置。為了在圖中清楚顯示這些特征，示出了溝槽122和臺面130的數(shù)量相對較少的裝置100的實施。裝置的典型實現(xiàn)可以有50個或更多個溝槽122以及50個或更多個臺面130 (減去1)。也可以使用1000個溝槽122或更多溝槽的實施方式。圖2中還示出了在溝槽122的陣列左側(cè)和右側(cè)處的兩個額外的端溝槽166。額外端溝槽166優(yōu)選地與溝槽 122和162的端部相接觸(如，鄰接所述端部)，為此原因，額外端溝槽166可以被稱為“溝槽端(end-of-trench) ”溝槽166。額外端溝槽166的結(jié)構(gòu)與溝槽162相同，具有襯以介電層的側(cè)壁和屏蔽電極。端溝槽162和166的組合包括周邊溝槽160。圖3示出了裝置100的沿圖2所示切剖線3-3截取的橫剖面。該橫截面示出了溝槽122的縱向結(jié)構(gòu)，以及其如何在端溝槽166處終止。該橫截面中還示出了，襯墊溝槽166 的側(cè)壁的介電層167，以及布置在溝槽166中的屏蔽電極168。屏蔽電極168優(yōu)選地與溝槽 122的屏蔽電極124形成電接觸。端溝槽166優(yōu)選地布置在P-阱156內(nèi)。沿端溝槽162截取的橫截面與圖3所示的形式一樣。因為凹部152，每個溝槽122和162的端部分的底部深度均小于圖中所示實施方式中溝槽中間部分的深度。溝槽端部分較低的深度還有助于將等電位線和電場從溝槽的活性區(qū)排除，從而提升裝置的擊穿電壓。一個典型實施方式中，區(qū)156的示例性寬度為約9微米。將端溝槽162和166放置于區(qū)156內(nèi)的一個額外優(yōu)勢在于，將區(qū)156的側(cè)壁與最外側(cè)溝槽122的位置對準(zhǔn)所需的精度可以大大降低，因為假如出現(xiàn)區(qū)156沒有完全延伸經(jīng)過臺面170的寬度的情況(圖1-2 中所示)，溝槽162和166提供了臺面170的載流子消耗。在其他實施中，端溝槽166可以省去。在這些實施中，溝槽122和162的端部延伸入?yún)^(qū)156內(nèi)，延伸入的距離等于或大于溝槽寬度，但是每個這種端部均與區(qū)156的最外側(cè)壁(外周界邊緣)相隔至少一個耗盡深度 (depletion cbpth)。該耗盡深度可通過本領(lǐng)域的任何一種常見技術(shù)從溝槽介電層的厚度、 溝槽內(nèi)傳導(dǎo)材料的功函數(shù)、以及區(qū)156在溝槽端部附近的凈摻雜水平進(jìn)行確定。作為典型實施的一般性規(guī)則，該耗盡深度等于或小于臺面170的寬度?，F(xiàn)在參考圖4所示的流程圖180說明用于制造裝置100的示例性方法。流程圖180有多個框，每個“關(guān)鍵蝕刻(key etch) ”在半導(dǎo)體晶片的頂表面處進(jìn)行，以形成凹部152 (圖 1-3所示)。該操作可包括在基板頂表面上形成光刻膠層，讓光刻膠在光化輻射下曝光， 以使光刻膠覆蓋凹部152位置的部分可以去除，顯影曝光的光刻膠以去除那些部分，從而留下基板頂表面的曝光部分。然后讓這些曝光區(qū)暴露于去除曝光區(qū)域中的基板材料的蝕刻齊U?？梢允褂玫入x子基(干式)蝕刻或水性化學(xué)(濕式)蝕刻。蝕刻可具有各向同性特性、 各向異性特性、或兩種特性的組合。當(dāng)前，對于硅晶片各向同性等離子體為優(yōu)選的。關(guān)鍵蝕刻可給凹部152提供范圍從500埃至2000埃的深度，典型地使用1200埃。在 框184，可形成隔離阱156。該操作可包括，使用先前布置的圖案化光刻膠層作為離子注入掩模，將摻雜劑離子注入至凹部152的蝕刻區(qū)域中?？墒褂靡?0KeV的注入能量，每平方厘米的注入劑量為5X IO13個摻雜劑原子(如，用于ρ型的硼)。然后可剝?nèi)ス饪棠z層(如，用氧等離子體清潔)，且可以利用傳統(tǒng)的H2SO4M2O2蝕刻，然后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻，來清潔基板頂表面。然后可通過傳統(tǒng)的擴(kuò)散過程將注入物注入，所述擴(kuò)散過程包括在基本惰性的氣氛(如99%的氮，的氧)中暴露于1150°C的溫度一段充足的時間， 以使注入物進(jìn)入到大約1. 2至1. 3微米的深度。在形成溝槽122、162、和166的準(zhǔn)備中，可以使用相同的擴(kuò)散爐，就在擴(kuò)散過程之后，立即在基板頂表面上生長硬氧化層。硬氧化層可具有約2100埃的厚度，且可以首先在蒸汽環(huán)境中在950°C的溫度下生長，然后在干燥氧(無水蒸汽)的環(huán)境中生長，所述干燥氧環(huán)境減少了晶片上及晶片間的氧化物厚度的變化。這些過程的結(jié)果如圖5所示。硬氧化層用作后續(xù)蝕刻步驟中的蝕刻掩模。硬氧化層的厚度選擇為增強(qiáng)形成在該層中的圖案的光刻清晰度(如下文所述)，以及確保在蝕刻步驟后該層的大部分依然保留著。在框186(圖4)，可形成溝槽122、162和166。該操作可包括形成上述的硬氧化層，然后在硬氧化層上形成光刻膠層，讓光刻膠在光化輻射的圖案下曝光，使得光刻膠覆蓋溝槽位置的部分能被去除，顯影曝光的光刻膠以去除那些部分，從而留下硬氧化層的曝光部分。使用本領(lǐng)域已知的方法，光刻膠層與硬氧化層的組合厚度選擇為，在光刻步驟期間使這些層吸收的光化輻射最大化，然后最小化背反射，且提高圖案特征的清晰度(如，提高關(guān)鍵尺寸)。如下文更詳細(xì)地敘述，用于圖案化曝光光刻膠的光掩?？山Y(jié)合一個或多個OPC 特征，以便于在凹部152中形成亞微米寬度的溝槽。然后，硬掩模的曝光部分可通過蝕刻去除，比如通過適于去除氧化物的等離子蝕刻來去除，留下半導(dǎo)體基板的要形成溝槽的曝光部分。然后可剝?nèi)ス饪棠z層(諸如通過等離子體清潔)，且可以利用傳統(tǒng)的H2SO4M2O2蝕刻， 之后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻，來清潔基板頂表面。然后，可通過將半導(dǎo)體基板的曝光部分暴露于各向異性等離子蝕刻過程來形成溝槽。當(dāng)前，優(yōu)選地形成具有圓底表面的溝槽， 且當(dāng)前基于氟的等離子蝕刻劑為優(yōu)選的，因為其能提供圓底表面?？墒褂靡韵碌幕诜臍怏w蝕刻劑=SFf^t (六氟化物)、SF6加惰性氣體(例如，不活躍氣體)、SF6W氧以及一種或多種惰性氣體(如，He和Ar)、以及SF6加溴化氫(HBr)以及一種或多種惰性氣體(如，He 和Ar)。此外，其他氟化物(諸如C2F6, C4F8, NF3等)也可與上述惰性氣體(氧氣、HBr等) 一起使用。氟蝕刻硅基板，同時氧和HBr在溝槽側(cè)壁上形成副產(chǎn)物，其使氟對側(cè)壁的蝕刻最小化(因此給該蝕刻加工提供各向異性特性。)示例性蝕刻加工可見于Grebs等人的美國專利No. 6，680，232，其以引證方式結(jié)合于此，且其因此通常歸屬于此。然后可通過緩沖氧化物蝕刻劑去除氧化物硬掩模。基板頂表面和溝槽可利用軟等離子蝕刻(soft plasma etch)清潔(如，CF4下游微波等離子體)，所述軟等離子蝕刻可去除大約300埃的材料，然后使用傳統(tǒng)的H2SO4M2O2蝕刻清潔，然后進(jìn)行RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻。軟等離子蝕刻去除了先前等離子蝕刻造成的對半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)的任何損害。軟等離子蝕刻的蝕刻性質(zhì)比之前的蝕刻更具各向同性，且相對于各向異性而言，優(yōu)選地為更加各向同性。此外，軟等離子蝕刻比最初的等離子蝕刻對半導(dǎo)體材料的能量影響更低。盡管以上對溝槽蝕刻使用圖案化氧化層作為蝕刻掩模進(jìn)行了說明，應(yīng)該理解的是，溝槽蝕刻可使用圖案化光刻膠層作為蝕刻掩模進(jìn)行。還可理解的是，用于限定溝槽 最初形式的第一蝕刻劑可包括基于氯的氣體而非基于氟的氣體。為進(jìn)一步使溝槽底部變圓，大約400埃的薄犧牲氧化物可在大約1100°C或更高的溫度條件下在溝槽側(cè)壁上生長，隨后通過短暫地(大約30秒)暴露于緩沖氧化物蝕刻劑予以去除。犧牲氧化物的厚度可以是1000?；蚋?。犧牲氧化物還連接由先前等離子蝕刻過程在溝槽側(cè)壁上形成的懸掛硅鍵(dangling silicon bond)，并且還提高稍后會形成的溝槽介電層123、163和167的質(zhì)量。還可以生長并去除第二犧牲氧化物，使溝槽底表面進(jìn)一步變圓。在一個或多個犧牲氧化物生長和去除后，基板頂表面和溝槽可利用傳統(tǒng)的H2SO4/ H2O2蝕刻，然后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻進(jìn)行清潔。這些處理的結(jié)果如圖6所示。在框188(圖4)，可形成溝槽介電層123、163和167。該操作可包括在1100°C或更高溫度條件下、在用惰性氣體稀釋的干燥氧環(huán)境(無水蒸汽)中、在溝槽側(cè)壁上生長薄氧化層。該氧化層，本文中也稱為“屏蔽氧化層”，可生長至大約400埃至600埃范圍內(nèi)的厚度，優(yōu)選厚度為大約500埃。因為臺面頂部在生長過程中是暴露的，屏蔽氧化層也形成在臺面頂部上。在一種典型的執(zhí)行中，生長溫度范圍為1125°C至1200°C，優(yōu)選值為大約 11750C (士 10°C)，且所述環(huán)境包括50%的氧和50%的氬(例如，每種氣體的流速是10升 /分鐘)。在功率半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，組合使用高生長溫度和稀釋的干燥氧環(huán)境來生長屏蔽氧化層并不常見，但發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種組合在層中形成的針孔缺陷更少，從而實現(xiàn)改進(jìn)的柵氧化層的質(zhì)量、更高的Qbd值(擊穿電荷)、以及更好的厚度均勻性?？蓪ρ跸♂專蛊浒?0%至75%體積的氣態(tài)生長環(huán)境，且更優(yōu)選地為25%至60%體積的氣態(tài)生長環(huán)境。 到該處理結(jié)束，對于裝置100的典型實施而言，溝槽的寬度可以是大約0. 5微米，深度大約 1. 1微米，且臺面的寬度為大約0. 3微米。在框190 (圖4)，可形成屏蔽電極124、164和168。該操作可包括在先前形成的屏蔽氧化層上沉積一多晶硅材料層，該多晶硅材料層接著形成在基板頂表面(臺面頂部)以及溝槽側(cè)壁上。可通過本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)多晶硅沉積設(shè)備進(jìn)行該沉積。為使用多晶硅材料填充溝槽寬度為約0. 5微米且溝槽深度為約1. 1微米的溝槽區(qū)域，多晶硅材料可在溫度為 560°C的條件下沉積至5000埃(0.5微米)的厚度，其在基板頂表面測得。該材料量足以涂覆溝槽側(cè)壁以及填充溝槽。一般而言，為阻止屏蔽電極中出現(xiàn)空洞，多晶硅(或其他屏蔽材料)應(yīng)當(dāng)以范圍從被填充溝槽寬度的一半至該寬度的兩倍的厚度來沉積。通常該沉積厚度等于溝槽寬度。多晶硅可以摻雜形式或非摻雜形式沉積。如果以摻雜形式沉積，優(yōu)選地在沉積過程中就地?fù)诫s，且摻雜水平為IX IO18個摻雜劑原子/立方厘米(cm—3)或更多，且更優(yōu)選的摻雜水平為5 X IO18CnT3或更高。就地?fù)诫s可通過隨著用于形成多晶硅的氣體(如，硅烷和氨)一起引入含摻雜劑的氣體(如，用于η型的磷化氫，用于ρ型的定向硼烷或三氟化硼) 來實現(xiàn)。如果使用非摻雜形式沉積，多晶硅可以在隨后的退火階段(下文說明)期間氣相暴露于摻雜劑氣體，或者可以在退火前以30KeV的注入能量、使用每平方厘米(cm_2) 5 X IO15個摻雜劑原子的劑量來注入。該摻雜劑的劑量可以在5X1014cm_2至5X1016cm_2的范圍內(nèi)。更均勻的摻雜劑分布可以通過以兩個或更多個注入能量注入來獲得。例如，可以使用120KeV 及2. 5 X IO15的劑量條件下的第一注入，以及在30KeV及2. 5 X IO15的劑量條件下的第二注入。作為另一個實例，也可以采用四次注入，每次注入以1.25X1015的劑量分別在lOKeV、 50KeV、80KeV和120KeV的條件下進(jìn)行。多次注入使得溝槽電極中摻雜劑的分布更均勻，尤其是在退火后。溝槽頂部處高水平的摻雜劑確保對于接觸層122的良好傳導(dǎo)接觸(見圖1 和3)，且溝槽底部處高水平的摻雜劑確保了良好的屏蔽效果。 用于多晶硅的摻雜劑可以是η型或ρ型。N型摻雜劑通常用于本領(lǐng)域，而ρ型摻雜劑不用于本領(lǐng)域。然而，發(fā)明人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于屏蔽電極的P型摻雜為材料提供了更好的功函數(shù)值，其隨之提供了臺面130(圖1所示)更好的屏蔽。為此，用于屏蔽電極的ρ型摻雜當(dāng)前為優(yōu)選的。在多晶硅已經(jīng)沉積以及可選擇地注入后，多晶硅可在800°C或更高的溫度下退火充分的時間，以鞏固多晶硅顆粒以及重新分布注入的摻雜(如過使用的話)?？墒褂?50°C 的退火溫度。如果該多晶硅要在退火期間進(jìn)行氣相摻雜，那么退火溫度可升高到1000°C或更高。退火工藝過程中形成在多晶硅上的任何氧化物都可通過短暫地暴露于緩沖氧化物蝕刻來去除，且基板可利用傳統(tǒng)的H2SO4M2O2蝕刻，然后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻來清潔。 這些處理的結(jié)果如圖7所示。此時，薄氧化層頂部上的多晶硅層留在臺面頂部上。然后可進(jìn)行傳統(tǒng)多晶硅蝕刻，以深蝕刻(etch back，深腐蝕)留在臺面頂部上的多晶硅，其中以屏蔽氧化層作為蝕刻止擋層。這樣就腐蝕掉了臺面和溝槽這兩者上的多晶硅層的頂部部分。 多晶硅蝕刻可更多地持續(xù)一小段時間，以便對溝槽中的多晶硅進(jìn)行輕微的深蝕刻，使得屏蔽電極頂部的水平位置位于臺面頂部之下。多晶硅蝕刻之后，基板可利用傳統(tǒng)的H2SO4M2O2 蝕刻，然后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻來清潔。這些處理的結(jié)果如圖8所示。此時，介電場層158、接觸層112、以及第一和第二層104和110仍然通過各自的工藝進(jìn)行制造，這些工藝中的大多數(shù)通常要求暴露于升高的溫度。此外，對于很多應(yīng)用而言， 肖特基二極管的正向偏壓特性的通常通過如下方式調(diào)整在臺面130的頂表面進(jìn)行淺注入，然后暴露于在升高的溫度以對注入物退火，且將注入劑量分布到所需的程度。該可選擇的注入可以在形成剩余元件的一些處理的當(dāng)時進(jìn)行或者之后進(jìn)行，這取決于形成剩余元件所需的處理溫度和時間，也取決于具體注入物所需的退火溫度和時間。在該示例性方法的一種實施中，P型硼注入在該階段、以5X1012cm_2的劑量水平以及40KeV的注入能量來執(zhí)行， 其足以將足量的摻雜劑遷移通過沉積在臺面頂表面上的屏蔽氧化層。剩余步驟的處理溫度和時間用于對注入物退火以及分布摻雜劑。該注入物劑量對于50V或更低的擊穿電壓是最佳的，且足夠低從而不會在臺面區(qū)內(nèi)形成結(jié)。對于更高或更低的擊穿電壓，注入物劑量可改變。在框192 (圖4)，可形成介電場層158。該操作可包括，沉積5000埃的低溫氧化物 (LTO)，然后在大約875°C條件下在流動環(huán)境中使該LTO層回流。LTO層可沉積為具有范圍從2500埃至10，000埃的厚度。在一些實施中，可使用硼磷硅玻璃(BPSG)，但是應(yīng)該注意可能在BPSG層與半導(dǎo)體臺面130之間發(fā)生的任何自動摻雜效應(yīng)(即，在BPSG層中的摻雜可能在隨后的爐驅(qū)動(furnace drive)期間混入周圍環(huán)境且再沉積到半導(dǎo)體臺面的曝光表面上；在裝置設(shè)計中應(yīng)該考慮此類沉積摻雜到臺面中的擴(kuò)散)。然后LTO層可圖案化蝕刻，用以限定其形狀，且用以打開用于接觸層112的沉積窗。該操作可包括在LTO層上形成光刻膠層，將光刻膠在光化輻射的圖案下曝光，使得可以去除光刻膠覆蓋凹部152和裸片的中央部分位置的部分，顯影曝光的光刻膠，以去除這些部分，從而留下LTO層的曝光部分。然后通過等離子蝕刻去除曝光部分，其去除90%至95%的LTO層，然后通過緩沖氧化物蝕刻去除臺面頂部上的剩余層和下面的屏蔽氧化層。在該蝕刻過程之后，光刻膠層可去除，且基板可利用傳統(tǒng)蝕刻，然后利用RCA SC-I標(biāo)準(zhǔn)清潔蝕刻來清潔。這些處理的結(jié)果如圖9所示。此時，如必要，可執(zhí)行用于調(diào)節(jié)肖特基勢壘二極管的正向偏壓特性的上述可選注入，然后就是退火處理。在框194(圖4)，可形成接觸層162。本操作包括在臺面和屏蔽電極的曝光頂部上形成硅化鎳層或其他硅化物層。為此，該示例性工藝可包括將臺面和屏蔽電極的曝光頂部短暫地暴露于氟化氫(HF)蝕刻劑，以去除已形成的任何氧化物，在基板表面上蒸發(fā)大約 1000埃的鎳(Ni)，以250°至到400°C范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行鎳層的第一次退火約5分鐘，然后以400°C至700°C范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行第二次退火約5分鐘。第一次退火處理將鎳層的主要部分轉(zhuǎn)化為Ni2Si,第二次退火處理將Ni2Si轉(zhuǎn)化為NiSi。在一種實施中，第一退火溫度為大約350°C (士 10°C)，第二次退火溫度為大約500°C (士25°C)。該退火處理將臺面頂部的大約1000埃從硅轉(zhuǎn)化為硅化鎳，且在臺面頂表面形成肖特基勢壘。該退火處理還轉(zhuǎn)化多晶硅屏蔽電極頂部的一部分，且由于屏蔽電極中高水平的摻雜而形成了與屏蔽電極的傳導(dǎo)接觸。這些處理的結(jié)果如圖10所示。沉積在硅氧化物上的鎳沒有轉(zhuǎn)化為硅化物，且可以通過傳統(tǒng)的鎳蝕刻劑蝕刻掉。前述鎳層可以沉積為厚度范圍從200埃至2000埃。在框196(圖4)，可形成第一和第二層104和110，或端子層。該操作可包括在基板的每個表面上沉積一個或多個傳導(dǎo)層。每個沉積的傳導(dǎo)層可包括鋁、鋁合金、銅、以及勢壘材料，所述鋁合金比如為鋁硅(AlSi，Si為約1%)和硅-鋁-銅Al/SiCu(l%的Si和 0.5%的Cu)，所述勢壘材料比如為鈦(Ti)、作為合金或作為兩個獨立層的鈦-鎢(TiW)、 氮化鈦(TiN)、鎢(W)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)等。勢壘材料可布置在硅化鎳與一厚金屬層 (比如包含鋁和/或銅的金屬層)之間，以提高金屬層與硅化鎳的粘合，減少金屬層的尖部穿透過硅化物層的機(jī)會，阻止頂部金屬遷移改變硅化鎳的功函數(shù)。然而，勢壘層并不是必須的。這些層可通過本領(lǐng)域已知的適當(dāng)物理氣相沉積法沉積。每個表面上的一個或多個沉積層的厚度范圍可以從0. 1微米至10微米，典型地為2. 5微米。這些處理的結(jié)果如圖1所示。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中公開和要求的任何方法的操作性能并不是以另一個操作的完成為基礎(chǔ)，這些操作可相對于彼此以任何時間次序(例如，時間順序)進(jìn)行，包括各種操作的同時進(jìn)行或交叉進(jìn)行。(例如，在兩個或多個操作的部分以混合方式執(zhí)行的情況下，可能發(fā)生交錯進(jìn)行。)因此，可以理解的是，盡管本發(fā)明所要求的方法列出了成組的操作，但所要求的方法并不限于權(quán)利要求語言中所列的操作順序，而是涵蓋所有上述的可能順序(包括操作的同時和交叉進(jìn)行)以及上述內(nèi)容未明確提出的其他可能順序，除非權(quán)利要求語言特別說明(諸如明確描述一個操作在另一個操作之前或之后)。光學(xué)臨近校正發(fā)明。如上所述，根據(jù)本申請的光學(xué)臨近校正(OPC)光刻發(fā)明可用于很容易地在凹部152內(nèi)實現(xiàn)亞微米的溝槽寬度和臺面寬度。而且，在臺面和溝槽從裸片的中央?yún)^(qū)域移動到凹部152時，OPC發(fā)明提供了基本上統(tǒng)一的臺面寬度和溝槽寬度。這是非常重要的，因為發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，臺面寬度的變化導(dǎo)致中央?yún)^(qū)域(即，裝置的活性區(qū))和凹部152的區(qū)域(即，終止區(qū))的擊穿電壓的不期望的差異。通常，終止區(qū)中臺面寬度變窄可導(dǎo)致終止區(qū)的擊穿電壓相對于活性區(qū)的擊穿電壓較低。另一方面，如果臺面寬度太寬，就可能發(fā)生裝置區(qū)域在臺面頂部處的屏蔽較低，導(dǎo)致較高的反向偏壓漏電流和/或較低的擊穿電壓。在提供一些關(guān)于光掩膜和光刻膠層的背景信息后，對OPC發(fā)明進(jìn)行說明。為降低成本和提高生產(chǎn)能力，將若干個半導(dǎo)體裸片一起制造在一半導(dǎo)體晶片，且在制造以后與晶片分開。在半導(dǎo)體工業(yè)的開始部分，制造過程中使用的每個光掩模均包含用于晶片上所有裸片的圖案，每個光掩模的外緣處都有對準(zhǔn)標(biāo)志，這些對準(zhǔn)標(biāo)志與初始制造階段期間晶片中形成的對準(zhǔn)標(biāo)志對準(zhǔn)。然而，由于晶片的天然翹曲和制造過程中的熱膨脹效應(yīng)，這種方法限制了能實現(xiàn)的最小特征尺寸。今天，半導(dǎo)體工業(yè)中使用的大多數(shù)光掩模為標(biāo)線片的形式，其中標(biāo)線片提供了針對一個加工階段的用于晶片上的小數(shù)量半導(dǎo)體裸片的成像圖案。標(biāo)線片的最大尺寸通常被光刻設(shè)備限制為2. 5mm乘以2. 5mm的面積。制造商通常會在此最大面積內(nèi)裝配盡可能多的裸片和裸片間隔(die street)，然后修剪標(biāo)線片的尺度以便在每個標(biāo)線片尺度內(nèi)裝配全部數(shù)量的裸片和裸片間隔。(如本領(lǐng)域中已知的，裸片間隔就是比相鄰裸片寬的未使用的晶片空間帶，并且是可以鋸掉以便在制造之后將裸片從晶片去除的區(qū)域。)然而，為了實現(xiàn)更好的特征清晰度，制造商可以選擇只將一個裸片和兩個裸片間隔置于一個中間掩模中， 或只將一些裸片和相應(yīng)的裸片間隔置于該中間掩模中，并且不會完全使用最大的標(biāo)線片尺寸。不管裸片的數(shù)量，我們可以將被標(biāo)線片覆蓋的裸片稱為“裸片群”。在具體的照相曝光過程中，光掩模標(biāo)線片跨過晶片，以通過步進(jìn)器(stepper，步進(jìn)電機(jī))或步進(jìn)掃描器(其為光刻設(shè)備的部件)單獨地對晶片上每個裸片群的部位(site)進(jìn)行曝光。標(biāo)線片安裝在步進(jìn)器或步進(jìn)掃描器內(nèi)，且晶片與步進(jìn)器或步進(jìn)掃描器大致對準(zhǔn)，其大致將晶片與標(biāo)線片對準(zhǔn)。然后，在每個裸片群部位暴露于穿過標(biāo)線片的光化輻射前，步進(jìn)器或步進(jìn)掃描器將標(biāo)線片精確對準(zhǔn)于晶片上的每個裸片群部位。標(biāo)線片通常設(shè)置有要與晶片或裸片群部位上的各個對準(zhǔn)標(biāo)志對準(zhǔn)的兩個或更多個對準(zhǔn)標(biāo)志，且掃描器或步進(jìn)器可調(diào)節(jié)晶片相對于標(biāo)線片的位置，以使標(biāo)線片的對準(zhǔn)標(biāo)志與裸片群部位上的對應(yīng)標(biāo)志最佳地全面對準(zhǔn)。對準(zhǔn)標(biāo)志可以是形成裸片群中的一些裸片部分的圖案的一部分(例如，一些功率裝置的外周)，也可以是獨立的。通常，對準(zhǔn)標(biāo)志置于與裸片群中的兩個或更多個最外裸片相鄰的裸片間隔中，或置于與裸片群的每個裸片相鄰的裸片間隔中。不喪失一般性，本發(fā)明會通過置于裸片間隔中的對準(zhǔn)標(biāo)志進(jìn)行說明。這些對準(zhǔn)標(biāo)志可以是本領(lǐng)域已知的任何形式，為了視覺簡潔，本文中將表示為十字標(biāo)記。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，說明書和權(quán)利要求中陳述的對準(zhǔn)標(biāo)志包含所有已知以及可能的對準(zhǔn)標(biāo)志。不管對準(zhǔn)標(biāo)志采取什么形式，其間的間隔距離為標(biāo)線片的尺度等級，而非晶片的尺度等級，這可以最大程度地降低先前限制最小特征尺寸的熱膨脹和翹曲效應(yīng)。盡管光刻膠的化學(xué)式表達(dá)各種各樣，但可以歸類為兩個基本的群所謂的“正性” 光刻膠和“負(fù)性”光刻膠。當(dāng)正性光刻膠的一部分在光化輻射下曝光，其可通過顯影劑溶液從半導(dǎo)體晶片去除。光化輻射的閾值量需要能去除曝光的光刻膠，其中劑量就是光化輻射強(qiáng)度的時間積分量。正性光刻膠的未在高于閾值量的光化輻射下曝光的部分不能通過顯影劑去除，而是留在晶片上。因此，正光刻膠的光掩裸片有用以限定光刻膠的要通過顯影劑去除的位置的透射區(qū)，以及用以限定光刻膠的要留在晶片上的位置的不透明區(qū)。相反地，當(dāng)負(fù)型光刻膠的一部分在高于閾值劑量的光化輻射下曝光時，其不能通過顯影劑溶液從半導(dǎo)體晶片去除，其留在晶片上。然而，負(fù)型光刻膠的未在高于閾值劑量的光化輻射下曝光的部分可通過顯影劑去除。因此，負(fù)型光刻膠的光掩裸片有用以限定光刻膠的要保留的位置的透射區(qū)，以及用以限定光刻膠的要通過顯影劑溶液去除的位置的不透明區(qū)。所以，要在晶片中形成相同的圖像，用于負(fù)性光刻膠的光掩模基本上包括用于正性光刻膠的光掩模的負(fù)像。盡管如今正性光刻膠更常用，但本申請的光學(xué)臨近校正發(fā)明可以與正性或負(fù)性光刻膠一起使用。為包含兩種類型的光刻膠，本文中的說明和權(quán)利要求陳述了掩裸片有用于限定光刻膠中的對應(yīng)區(qū)的區(qū)，應(yīng)當(dāng)理解為，掩模區(qū)的不透明性(如透明或不透明)要基于光刻膠的型式(tone)進(jìn)行選擇，以限定光刻膠中的所述區(qū)。為完成此論證，我們說明，一旦光刻膠已經(jīng)被圖案化、顯影、以及用于預(yù)定的掩模目的，則可通過適當(dāng)?shù)娜軇┗蛭g刻劑(例如，等離子蝕刻)去除光刻膠，不管其型式如何。圖11示出了用于限定半導(dǎo)體裝置100中的凹部152的標(biāo)線片形式的示例性光掩模200的頂部平面圖。為了看起來更清楚，且不喪失一般性，本文中所示和所述的光掩裸片有帶單個裸片的裸片群，以及環(huán)繞單個裸片的相鄰裸片間隔，裸片間隔的寬度只有其正常寬度的一半。在本文中所示的光掩模的每一個中，裸片區(qū)域通過參考標(biāo)號205表示，裸片間隔通過參考標(biāo)號206表示。光掩模200包括用于限定凹部152的區(qū)210。區(qū)210包括矩形環(huán)的形狀，具有外周界邊緣211和內(nèi)周界邊緣212。因為凹部152通過蝕刻形成，區(qū)210的不透明性基于光刻膠的型式來選擇，以去除凹部152將形成位置中的光刻膠。因此，區(qū)210 對于正性光刻膠而言是透射性的，對于負(fù)性光刻膠而言是不透明的。區(qū)210的外周界邊緣 211或內(nèi)周界邊緣212，以及凹部152的對應(yīng)周界邊緣可用于對準(zhǔn)隨后的掩模。例如，每個外周界邊緣的轉(zhuǎn)角配置了可用于隨后的光掩模的內(nèi)在對準(zhǔn)標(biāo)志。為不喪失一般性，使用兩個對準(zhǔn)標(biāo)志201和202，其位于裸片間隔206中且處于裸片區(qū)域205的相對的對角轉(zhuǎn)角處。 在曝光和蝕刻后，這些對準(zhǔn)標(biāo)志在晶片表面中留下相應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)志，隨后的光掩?？蓪?zhǔn)這些對準(zhǔn)標(biāo)志。還是在曝光和蝕刻后，以下項目形成在晶片的第一表面第一高度的第一區(qū)域(如圖1所示的凹部15 ，與第一區(qū)域相鄰的具有第二高度的第二區(qū)域(其包括圖1所示的活性區(qū)域120)，以及第一與第二區(qū)域之間的周界邊緣。對于裝置100(圖1所示)而言，第一高度低于第二高度。(以下提供一個實例，其中第一高度高于第二高度。)圖12示出了用于在半導(dǎo)體裝置100中限定溝槽122、162和166的標(biāo)線片形式的示例性光掩模220的頂部平面圖。光掩模220具有兩個對準(zhǔn)標(biāo)志221和222，其用于對準(zhǔn)由對準(zhǔn)標(biāo)志201和202留在晶片表面中的標(biāo)志。作為參考，圖中以虛線示出了凹部152的內(nèi)周界邊緣和外周界邊緣。凹部152的內(nèi)周界邊緣對應(yīng)于上述第一與第二區(qū)域之間的周界邊緣。當(dāng)光掩膜200與220彼此對準(zhǔn)時，對準(zhǔn)標(biāo)志221和222基本上與光掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)志211和212重合。因此，光掩模220的對準(zhǔn)標(biāo)志221和222對應(yīng)于光掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)志211和212。光掩模200適用于正性光刻膠。光掩模220包括用于限定溝槽122中的中央溝槽的第一條帶區(qū)232的陣列(圖2所示)、用于限定溝槽122中的外部溝槽的第二條帶區(qū)234(即，溝槽122的陣列外側(cè)上的溝槽)、用于限定端溝槽162的兩個額外條帶區(qū) 236 (圖2所示)、以及用于限定端溝槽166的兩個第三條帶區(qū)238 (圖2所示)。
條帶區(qū)232的每個均具有將在凹部152(上述第一區(qū)域)的最左部分內(nèi)對準(zhǔn)的最左遠(yuǎn)端部分、將在凹部152的最右部分內(nèi)對準(zhǔn)的最右遠(yuǎn)端部分、以及將在凹陷區(qū)的外側(cè)以及上述第二區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)的中間部分。條帶區(qū)232的每個遠(yuǎn)端部分均具有第一寬度W1，中間部分具有與第一寬度不同的第二寬度W2。對于正性光刻膠而言，當(dāng)晶片表面的第一區(qū)域凹陷至晶片表面的第二區(qū)域以下時，寬度Wl大于寬度W2。發(fā)明人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，因為凹部152 的圖案的焦平面之間的距離較大，條帶區(qū)232的遠(yuǎn)端部分中會發(fā)生一定的光化輻射散焦， 這導(dǎo)致遠(yuǎn)端部分邊緣處的輻射強(qiáng)度降低。在使寬度Wl和W2相等的情況下，發(fā)明人員發(fā)現(xiàn)， 光刻膠層不能正確地圖案化以形成溝槽122，光刻膠材料越過對應(yīng)于溝槽122的和條帶區(qū) 232的遠(yuǎn)端部分的溝槽區(qū)域橋接。發(fā)明者也發(fā)現(xiàn)，如果增加輻射劑量以阻止該橋接效應(yīng)，則溝槽中間部分(W2)的光刻膠的尺度會變得過寬。通過使寬度Wl大于寬度W2，光化輻射的強(qiáng)度在溝槽區(qū)域?qū)?yīng)于條帶區(qū)232的遠(yuǎn)端部分的預(yù)期邊緣處增加，且可在溝槽122的和條帶區(qū)232的遠(yuǎn)端部分中正確地限定光刻膠層。因此，在光刻膠曝光和顯影以使用光掩模中的兩種不同寬度Wl和W2來在光刻膠層中形成溝槽后，寬度為Wl的圖案化光刻膠溝槽的寬度等于或更接近地匹配于寬度為W2的圖案化光刻膠溝槽的寬度。光刻膠層中的溝槽隨后可通過蝕刻工藝(上述的)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶片，凹部152和裸片中央?yún)^(qū)域中的寬度基本一致。發(fā)明者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，凹部152的區(qū)域中的散焦光化輻射效應(yīng)從凹部152的內(nèi)周界邊緣朝向溝槽陣列的中部向內(nèi)蔓延了距離Df，其在掩模220的頂部左轉(zhuǎn)角附近示出。Df的值由于步進(jìn)器和步進(jìn)掃描器的光學(xué)性質(zhì)、溝槽尺度、光刻膠的厚度、以及光刻膠和顯影劑的性質(zhì)而變化。Df的值為1微米的等級，但是應(yīng)該相信，其可以從0微米變化到10微米。為了抑制距離D F上的散焦效應(yīng)，條帶區(qū)232在凹部152 (上述第一區(qū)域)的區(qū)域之外但在凹部152的內(nèi)周界邊緣的距離Df之內(nèi)的部分可以設(shè)置為具有寬度W1，如圖所示。這可視為每個條帶區(qū)232具有布置在條帶區(qū)232的滅個遠(yuǎn)端部分與中間部分之間的寬度為Wl的第三區(qū)。每個第三部分的寬度可以等于W1，或等于寬度Wl與W2之間的值。通常第三部分的寬度相比于W2更接近W1。每個第三部分的長度可以等于Df，或稍大或稍小。該距離可在0微米與10微米之間變化，但通常在0. 2微米與5微米之間變化，且更通常地在0. 5微米與2 微米之間變化。每個第三部分的寬度也可以從Wl到W2逐漸變小，但這種逐漸變小通常難以利用當(dāng)今的加工設(shè)備在亞微米級執(zhí)行。無需過度試驗，通過制造具有針對期望值W2的若干個對應(yīng)Wl選擇的若干個測試光掩模，使寬度Wl與寬度W2之間的分界線位于凹部152之外且距離凹部152內(nèi)周界邊緣大約1微米，本領(lǐng)域的技術(shù)人員便可確定用于具體加工條件的Wl和W2的值。這些測試光掩模然后可用于具有凹部152的一組各自的測試裸片，可以觀察由測試光掩模產(chǎn)生光刻膠層的質(zhì)量，并且可選擇提供凹部152中最佳光刻膠清晰度的裸片(及其值Wl)。Df的值隨后可從使用Wl和W2的選擇值的另一組測試光掩模來估計，但是寬度Wl和W2之間的分割線與凹部152內(nèi)周界邊緣之間的間隔距離是變化的。然后可將第二組測試光掩模用于具有凹部152的第二組各自的測試裸片?？梢杂^察由這些測試光掩模產(chǎn)生的光刻膠層的質(zhì)量，且可以選擇提供凹部152內(nèi)周界周圍最佳光刻膠清晰度的裸片，以提供Df的值(也就是說， 寬度Wl和W2與此最佳測試裸片的凹部152內(nèi)周界邊緣之間的間隔距離提供了 Df的估計值)。
因為溝槽162和166 (圖幻位于凹部152 (上述第一區(qū)域)內(nèi)，第二條帶區(qū)236和第三條帶區(qū)238的寬度在值上相比于W2更接近W1，且優(yōu)選地設(shè)置為W1。如果這些溝槽中的外部溝槽(即，溝槽122陣列的外側(cè)上的溝槽)在凹部152的內(nèi)周界邊緣的距離Df之內(nèi)， 那么第二條帶區(qū)234的寬度優(yōu)選地設(shè)定為W1，如圖12所示。然而，條帶區(qū)234的寬度的值可在Wl與W2之間，且其值相比于W2更接近Wl。圖13示出了標(biāo)線片形式的示例性光掩模220'的頂部平面圖，其用于用負(fù)性光刻膠在半導(dǎo)體裝置100中限定溝槽122、162和166的。光掩模220'具有用于對準(zhǔn)由對準(zhǔn)標(biāo)志201和202在晶片表面中留下的標(biāo)志的兩個對準(zhǔn)標(biāo)志221'和222'。作為參考，凹部152 的內(nèi)周界邊緣和外周界邊緣在圖中表示為虛線。當(dāng)光掩模200和220'彼此對準(zhǔn)時，對準(zhǔn)標(biāo)志221'和222'基本上與光掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)志211和212重合。因此，光掩模220'的對準(zhǔn)標(biāo)志221'和222'對應(yīng)于光掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)志211和212。光掩模220'包括用于限定溝槽122(圖2所示)中的中央溝槽的第一條帶區(qū)232'的陣列，用于限定溝槽122 中的外部溝槽(即，溝槽122的陣列外側(cè)上的溝槽)的兩個第二條帶區(qū)234'，用于限定端溝槽162(圖2所示)的兩個額外的第二條帶區(qū)236'，以及用于限定端溝槽166(圖2所示)的兩個第三條帶區(qū)238'。因此，光掩模220'的條帶區(qū)232' ,234' ,236'和238' 與光掩模220的條帶區(qū)232、234、236和238的目的相同。然而，這些條帶區(qū)部分的尺度不同。條帶區(qū)232'的每個均具有將在凹部152(上述第一區(qū)域)的最左部分內(nèi)對準(zhǔn)的最左遠(yuǎn)端部分，將在凹部152的最右部分內(nèi)對準(zhǔn)的最右遠(yuǎn)端部分，以及將在裸片(上述第二區(qū))的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的凹陷區(qū)之外對準(zhǔn)的中間部分。條帶區(qū)232'的每個遠(yuǎn)端部分均具有第一寬度Wl'，且中間部分具有第二寬度W2'。在晶片表面的第一區(qū)域凹陷至晶片表面的第二區(qū)域以下的情況下，第二寬度W2'大于寬度Wl'。這種關(guān)系與光掩模220中Wl和W2之間的關(guān)系相反，這是因為正性和負(fù)性光刻膠的互補(bǔ)性。光掩膜220'具有的距離D/與光掩模220的距離Df的成因和目的一樣，但是因為負(fù)性光刻膠的不同性質(zhì)，其值可能稍微不同。然而，距離D/可以具有與上述用于距離Df 的相同范圍。為了抑制距離D/上的散焦效應(yīng)，條帶區(qū)232'在凹部152的區(qū)域之外但在凹部152的內(nèi)周界邊緣的距離D/之內(nèi)的部分可設(shè)為具有寬度Wl'，如圖所示。這可視為每個條帶區(qū)232'具有寬度為Wl'的布置在條帶區(qū)232'的每個遠(yuǎn)端部分與中間部分之間的第三部分。每個第三部分的寬度可以等于Wl'，或等于寬度Wl'與W2'之間的值。每個第三部分的長度可等于D/，或略小于或略大于Df'。該距離可在0與10微米之間變化， 但通常在0. 2微米與5微米之間變化，更通常地在0. 5微米與2微米之間。每個第三部分的寬度還可以從Wl'到W2'逐漸變小。因為溝槽162和166(圖2)位于凹部152內(nèi)，第二條帶區(qū)236'和第三條帶區(qū)238'的寬度優(yōu)選地設(shè)定為Wl'。如果溝槽中的外部溝槽(即， 溝槽122的陣列中外側(cè)上的溝槽)位于凹部152內(nèi)周界邊緣的距離DF'之內(nèi)，那么第二條帶區(qū)234'的寬度優(yōu)選地設(shè)定為Wl'，如圖13所示。然而，條帶區(qū)234' ,236'和238'的寬度可以具有Wl與W2之間的值，且其值相比于W2可以更接近Wl。光掩模220'的Wl'、W2'和D/的值可通過上述用于光掩模220的Wl、W2和Df 的相同的實驗方法估計。光掩模220'也適用于所謂的“負(fù)性作用”的正性光刻膠，其如同負(fù)性光刻膠那樣曝光，但為后曝光處理，將通過顯影劑顯影為正性圖像。
本申請的光學(xué)臨近校正發(fā)明可應(yīng)用于其中臺面區(qū)位于第一區(qū)域而非凹部152中的其他裝置配置。此類例子在圖14中以裝置裸片形成凹部152之前的截面圖示出。完成的裝置在圖15中以100'示出。裝置裸片沒有凹部152，且具有P摻雜隔離阱156'，其頂表面可以基本上與半導(dǎo)體層106的頂表面齊平?；仡^查閱圖14，在形成溝槽前，將氧化層布置在阱156'和半導(dǎo)體層106的頂表面上，該氧化層具有在阱156'上方的凸起區(qū)域。這種結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生自使用P摻雜BPSG玻璃的圖案化層來為阱156'提供摻雜。沉積后，BPSG層可通過由圖11所示的掩模200圖案化光刻膠層來蝕刻?？杉訜釄D案化的BPSG層以將其退火，且將摻雜劑擴(kuò)散在半導(dǎo)體層內(nèi)以形成阱156'。在退火過程中，可引入蒸汽和/或干燥氧環(huán)境以在裸片中央部分上方生長氧化層。退火后，氧化層的臺面區(qū)域的厚度范圍可以是 3000埃至13，000埃之間，且中央?yún)^(qū)的厚度可以是1500埃至2500埃(通常為2000埃)。然后，光刻膠層可形成在氧化層上，通過光掩模用光化輻射來圖案化，且進(jìn)行顯影以留下可用于蝕刻氧化層的光刻膠溝槽。然后圖案化的氧化層可與蝕刻劑一起使用以在半導(dǎo)體表面中形成。通過讓中央?yún)^(qū)域低于臺面區(qū)域，光刻膠中的上述散焦效應(yīng)在中央?yún)^(qū)域而不是周界區(qū)域(如，圖1所示的裝置100的凹部152的區(qū)域)中發(fā)生。因此，光掩模的Wl 和W2之間的先前關(guān)系顛倒。就是說，對于正性光刻膠而言，在臺面區(qū)域(如，上述晶片表面的第一區(qū)域)高于中央?yún)^(qū)域(如，上述晶片表面的第二區(qū)域)的情況下，寬度Wl小于寬度 W2。因此，具有光掩模220'的顛倒圖像的光掩?？捎糜趫D案化正性光刻膠。對于負(fù)性光刻膠而言，在這種情況下寬度Wl大于寬度W2，且具有光掩模220的顛倒圖像的光掩?？捎糜趫D案化負(fù)性光刻膠。“一個”、“一”和“該”的任何敘述均旨在表示一個或多個，除非特別指明不是這樣。本文中使用的術(shù)語和表述均用作說明性的而非限制性的術(shù)語，且無意用此類術(shù)語和表述排除所述和所示特征的等同物，應(yīng)當(dāng)意識到的是，在本發(fā)明所要求的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種可能的修改。盡管主要在N通道溝槽屏蔽式裝置的背景下說明了一些本發(fā)明的各種實施方式， 但是根據(jù)這些發(fā)明的實施方式也可實施為P通道溝槽屏蔽式裝置，其中這些層與區(qū)的傳導(dǎo)類型是相反的。而且，盡管一些發(fā)明的一些實施方式采用肖特基勢壘整流器進(jìn)行了說明，根據(jù)這些發(fā)明的實施方式可使用MOSFET結(jié)構(gòu)、IGBT結(jié)構(gòu)、BJT結(jié)構(gòu)、屏蔽柵同步整流器(如， 集成了屏蔽柵MOSFET和肖特基電路)、以及本文中所示裝置的超結(jié)變體(如，具有交替?zhèn)鲗?dǎo)類型硅柱的裝置)來實施。而且，只要不背離本發(fā)明的范圍，本發(fā)明一個或多個實施方式的一個或多個特征可與本發(fā)明其他實施方式的一個或多個特征進(jìn)行組合。盡管已經(jīng)通過所述的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了具體地說明，但是應(yīng)該理解的是， 可基于本公開進(jìn)行各種替換、修改、改進(jìn)或等同布置(如，可進(jìn)行各種變化以及等同物可替換發(fā)明中的元件，以適應(yīng)具體的情況)，而這些均應(yīng)包括在本發(fā)明和所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括具有表面的半導(dǎo)體區(qū)；所述半導(dǎo)體區(qū)的第一區(qū)域；第一傳導(dǎo)類型的阱區(qū)，布置在所述半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)且圍繞所述第一區(qū)域；以及延伸入半導(dǎo)體區(qū)的多個溝槽，每個溝槽均具有布置在所述阱區(qū)的第一部分中的第一端、布置在所述阱區(qū)的第二部分中的第二端、以及在所述第一與第二端之間且布置在所述第一區(qū)域中的中間部分，每個溝槽還具有襯以介電層的相對側(cè)壁，以及布置在所述介電層的至少一部分上的傳導(dǎo)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述阱區(qū)的至少一部分具有凹陷至所述半導(dǎo)體區(qū)的表面以下的表面，并且其中，每個溝槽的第一和第二端部分的底部低于該溝槽的中間部分的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝槽相互平行地布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述阱區(qū)內(nèi)的第一端溝槽，所述第一端溝槽具有第一端、第二端、襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在所述介電層的至少一部分上的傳導(dǎo)電極，所述第一端溝槽還布置于所述多個溝槽的一側(cè)且平行于所述多個溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一端溝槽的寬度在所述多個溝槽的溝槽寬度的0. 8倍至1. 2倍的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述多個溝槽的兩個相鄰溝槽之間的第一臺面、以及布置在所述第一端溝槽與所述多個溝槽之間的第二臺面，其中，所述第二臺面的寬度在所述第一臺面的溝槽的寬度的0. 8倍至1. 2倍的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述阱區(qū)內(nèi)的第二端溝槽，所述第二端溝槽具有第一端、第二端、襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在所述介電層的至少一部分上的傳導(dǎo)電極，所述第二端溝槽還布置為垂直于所述多個溝槽的第一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述第一和第二端溝槽的第一端連接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述阱區(qū)的至少一部分具有凹至所述半導(dǎo)體區(qū)的表面以下的表面，并且其中，每個溝槽的第一和第二端部分的底部低于該溝槽的中間部分的底部，并且其中，所述第一和第二端溝槽的底部低于其他溝槽中的至少一個的中間部分的底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述阱區(qū)內(nèi)的端溝槽，所述端溝槽具有第一端、第二端、襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在所述介電層的至少一部分上的傳導(dǎo)電極，所述端溝槽還布置為垂直于所述多個溝槽的第一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述阱區(qū)內(nèi)且環(huán)繞所述多個溝槽的周邊溝槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還包括布置在所述半導(dǎo)體區(qū)中且位于所述半導(dǎo)體區(qū)的第一區(qū)域內(nèi)的、與第一傳導(dǎo)類型相反的第二傳導(dǎo)類型的活性區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述阱區(qū)具有與所述半導(dǎo)體區(qū)的表面齊平的表面。
14.一種用于在半導(dǎo)體晶片的第一表面限定多個溝槽的光掩模，所述半導(dǎo)體晶片具有在所述半導(dǎo)體晶片的第一表面的第一區(qū)域、在所述半導(dǎo)體晶片的第一表面且與所述第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域、以及在所述第一與第二區(qū)域之間的周界邊緣，所述第一區(qū)域相對于所述第二區(qū)域處在不同高度，所述光掩模包括對準(zhǔn)標(biāo)志，用于將所述光掩模對準(zhǔn)于所述半導(dǎo)體晶片的第一和第二區(qū)域之間的周界邊 緣；條帶區(qū)的陣列，用于在所述半導(dǎo)體晶片的第一表面中限定多個溝槽，每個條帶區(qū)具有在所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)的第一部分以及在所述第二區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)的第二部分， 其中，所述條帶區(qū)的第一部分具有第一寬度且所述條帶區(qū)的第二部分具有第二寬度，其中， 所述第一寬度與所述第二寬度不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，所述第一寬度大于所述第二寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，所述第二寬度大于所述第一寬度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，每個條帶區(qū)還具有布置在每個條帶區(qū)的第一與第二部分之間的第三部分，所述第三部分要在所述半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)但邊緣鄰接所述周界邊緣，其中，所述第三部分具有相比于所述第二寬度更接近所述第一寬度的寬度，且具有第一值的長度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述第三部分的寬度基本上等于所述第一寬度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述第三部分的長度不大于10微米。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述第三部分的長度在從0.2微米至5微米的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述第三部分的長度在從0.5微米至2微米的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述周界邊緣具有基本上平行于條帶區(qū)的所述陣列延伸的部分，其中，所述陣列的最接近所述周界邊緣的所述部分的條帶區(qū)要對準(zhǔn)成使得該條帶區(qū)與所述部分的間隔開至少所述第一值。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光掩模，其中，所述周界邊緣具有基本上平行于條帶區(qū)的所述陣列延伸的部分，其中，所述光掩模還包括布置在條帶區(qū)的所述陣列一側(cè)上的第一條帶區(qū)，其中，所述第一條帶區(qū)要對準(zhǔn)成使得所述第一條帶區(qū)與所述周界邊緣的所述部分間隔開等于或小于所述第一值的距離，并且其中，所述第一條帶區(qū)具有相比于所述第二寬度更接近所述第一寬度的寬度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光掩模，其中，所述第一條帶區(qū)的寬度等于所述第一寬度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光掩模，其中，所述光掩模還包括與所述第一條帶區(qū)相鄰布置的第二條帶區(qū)，其中，所述第二條帶區(qū)要在所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第二部分內(nèi)對準(zhǔn)，并且其中，所述第二條帶區(qū)具有相比于所述第二寬度更接近所述第一寬度的寬度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光掩模，其中，所述第二條帶區(qū)的寬度等于所述第一寬度。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，還包括與所述多個條帶區(qū)的第一部分相鄰布置的端條帶區(qū)，其中，所述端條帶區(qū)要在所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域內(nèi)對準(zhǔn)，并且其中，所述端條帶區(qū)具有相比于所述第二寬度更接近所述第一寬度的寬度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光掩模，其中，所述端條帶區(qū)的寬度等于所述第一寬度。
29.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，所述第一區(qū)域的高度低于所述第二區(qū)域的高度。
30.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，所述第一區(qū)域的高度高于所述第二區(qū)域的高度。
31.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模，其中，所述第一和第二寬度中的至少一個小于1微米。
32.一種光掩模組，包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的光掩模；以及用于在所述半導(dǎo)體晶片的第一表面中限定第一區(qū)域的第二光掩模。
33.一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括將一個或多個初始溝槽形成至半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)，每個溝槽具有底壁和一個或多個側(cè)壁； 在所述初始溝槽的壁上生長犧牲氧化層； 去除所述犧牲氧化層；在去除所述犧牲氧化層后在所述一個或多個溝槽的側(cè)壁和底壁上形成介電層；以及用導(dǎo)電材料填充所述一個或多個溝槽。
34.權(quán)利要求33所述的方法，其中，形成所述初始溝槽包括用基于氟的氣體通過圖案化蝕刻掩模來等離子蝕刻所述半導(dǎo)體區(qū)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述圖案蝕刻掩模包括圖案化光刻膠層。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述圖案化蝕刻掩模包括圖案化氧化層。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，形成所述初始溝槽包括用基于氯的氣體通過圖案化蝕刻掩模來等離子蝕刻所述半導(dǎo)體區(qū)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述圖案化蝕刻掩模包括圖案化光刻膠層。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述圖案化蝕刻掩模包括圖案化氧化層。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，利用所述基于氟的氣體的所述半導(dǎo)體區(qū)的等離子蝕刻為第一等離子蝕刻，并且其中，形成所述初始溝槽還包括將所述初始溝槽暴露于對所述半導(dǎo)體材料具有較低能量沖擊的第二等離子蝕刻。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，形成所述初始溝槽包括利用第一蝕刻劑氣體通過圖案化蝕刻掩模來等離子蝕刻所述半導(dǎo)體區(qū)，所述第一蝕刻劑氣體的蝕刻性質(zhì)相較于各向同性更具各向異性，其中，所述第一蝕刻氣體包括一種或多種化學(xué)組分；以及隨后利用第二蝕刻劑氣體等離子蝕刻所述半導(dǎo)體區(qū)，所述第二蝕刻劑氣體的蝕刻性質(zhì)相較于所述第一蝕刻氣體的蝕刻性質(zhì)更具各向同性，其中，所述第二蝕刻氣體包括一種或多種化學(xué)組分。
42.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，生長所述犧牲氧化層包括在約1100°C或更高的溫度下生長氧化層。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，在大約1100°C或更高的溫度下生長的所述氧化層的厚度為1000?；蚋?。
44.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括在去除所述犧牲氧化物后，生長第二犧牲氧化層以及去除所述第二犧牲氧化層。
45.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，形成薄介電層包括在1100°C或更高的溫度下、在用一種或多種惰性氣體稀釋的干燥氧環(huán)境中，在所述溝槽底部和側(cè)壁上生長氧化層。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述氧化層在約1125°C至約1200°C范圍內(nèi)的溫度下生長，并且其中，氧構(gòu)成所述氣體生長環(huán)境體積的10%至75%。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述氧化層在約1125°C至約1200°C范圍內(nèi)的溫度下生長，并且其中，氧構(gòu)成所述氣體生長環(huán)境體積的25%至60%。
48.一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括 將一個或多個溝槽形成至半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)，每個溝槽具有底壁和一個或多個側(cè)壁；在1100°C或更高的溫度下、在用一種或多種惰性氣體稀釋的干燥氧環(huán)境中，在所述一個或多個溝槽的底部和側(cè)壁上生長氧化層；以及用導(dǎo)電材料填充所述一個或多個溝槽。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，所述氧化層在約1125°C至約1200°C范圍內(nèi)的溫度下生長，并且其中，氧構(gòu)成所述氣體生長環(huán)境體積的10%至75%。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，所述氧化層在約1125°C至約1200°C范圍內(nèi)的溫度下生長，并且其中，氧構(gòu)成所述氣體生長環(huán)境體積的25%至60%。
51.一種半導(dǎo)體裝置，包括 具有表面的半導(dǎo)體區(qū)；以及延伸入半導(dǎo)體區(qū)的多個溝槽，每個溝槽具有第一端、第二端、以及所述第一與第二端之間的中間部分，每個溝槽還具有襯以介電層的相對側(cè)壁、以及布置在所述介電層的至少一部分上的傳導(dǎo)電極，其中，所述傳導(dǎo)電極包括P摻雜多晶硅。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述ρ摻雜多晶硅的至少一部分具有每立方厘米(cm—3) 1 X IO18個摻雜劑原子或更高的凈摻雜水平。
53.一種制造具有一個或多個溝槽的半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括將一個或多個溝槽形成至半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)，每個溝槽具有底壁和一個或多個側(cè)壁，所述一個或多個溝槽限定所述半導(dǎo)體區(qū)的與所述一個或多個溝槽相鄰的表面； 在所述一個或多個溝槽的側(cè)壁或底壁上形成介電層；以及用P摻雜多晶硅材料填充所述一個或多個溝槽。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中，形成所述介電層形成了在所述半導(dǎo)體區(qū)與所述一個或多個溝槽相鄰的表面上的層；并且其中，用P摻雜多晶硅材料填充所述一個或多個溝槽包括在所述介電層上方沉積P摻雜多晶硅材料層； 對沉積的多晶硅材料退火；以及去除退火的多晶硅材料的頂部部分。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述ρ摻雜多晶硅材料的至少一部分具有每立方厘米(cm—3) 1 X IO18個摻雜劑原子或更高的凈摻雜水平。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述多晶硅材料在第一溫度下沉積，并且其中，對沉積的多晶硅材料退火包括將沉積的多晶硅層加熱至高于所述第一溫度的第二溫度。
57.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中，用ρ摻雜多晶硅材料填充所述一個或多個溝槽包括在所述介電層和半導(dǎo)體區(qū)上方沉積多晶硅材料層； 將P型摻雜劑注入至所述多晶硅材料中； 對注入的多晶硅材料退火；以及去除經(jīng)退火的多晶硅材料的頂部部分。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中，注入ρ型摻雜劑包括以兩個或更多個注入能級注入所述摻雜劑。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述ρ型摻雜劑的注入劑量為至少每平方厘米 5 X IO14個摻雜劑原子。
60.權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述ρ型摻雜劑的注入劑量在每平方厘米5XIO14 個摻雜劑原子至每平方厘米5 X IO16個摻雜劑原子的范圍內(nèi)。
61.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中，形成所述介電層形成了所述半導(dǎo)體區(qū)的與所述一個或多個溝槽相鄰的表面上的層；并且其中，用P摻雜多晶硅材料填充所述一個或多個溝槽包括在所述介電層上方沉積多晶硅材料層；在將所述多晶硅材料暴露于氣相P型摻雜劑的情況下對所述多晶硅材料退火；以及去除經(jīng)退火的多晶硅材料的頂部部分。
全文摘要
本發(fā)明說明了用于改進(jìn)溝槽屏蔽式功率半導(dǎo)體裝置等的性能的各種結(jié)構(gòu)和方法。
文檔編號H01L29/872GK102326256SQ201080008591
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者加里·多爾尼, 托馬斯·E·格雷布斯, 約瑟夫·葉季納科, 約翰·本杰明, 迪安·E·普羅布斯特, 馬克·賴尼希默 申請人:飛兆半導(dǎo)體公司