[实用新型]深沟槽超结结构的保护环

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件制造技术领域，具体来说，本实用新型涉及一种深沟槽超结结构的保护环。 

背景技术

随着功率晶体管的工作电压提高，其导通电阻也将随之指数上升。为了打破导通电阻的硅限，进一步提高大功率晶体管的特性，超结结构的概念被提出。这种结构能够在提高工作电压的同时，保持导通电阻的线性上升。以600伏的功率晶体管为例，使用超结结构的导通电阻只有相同面积传统功率晶体管的20%。而且其输出电容、输入电容也同步降低，工作频率特性得到提高。 

超结结构的实现一般有两种途径，一种使用多层注入、多层外延的技术形成超结的方案。另一种使用深沟槽刻蚀加外延填充生长形成超结的方案。 

本案主要涉及的是深沟槽超结结构的保护环。图1为现有技术中一种深沟槽超结结构的保护环的平面结构示意图。如图1所示，该保护环100包括横条状的、竖条状的沟槽101，某些横向沟槽会与竖向沟槽形成直角或者弯角交界处102。而由于在沟槽外延填充过程中，不同晶向面的生长速率不一致，导致外延工艺在弯角或直角处102的质量不均匀，不但增加了保护环外延填充的难度，还影响了功率器件的电学性能和工艺的稳定性。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种深沟槽超结结构的保护环，能够避免现有技术中的上述问题，使所有沟槽中填充的外延层具有一致性，提供了可靠的电学性能和工艺的稳定性。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种深沟槽超结结构的保护环，位于半导体衬底上，包括： 

竖向条状沟槽； 

横向条状沟槽，与所述竖向条状沟槽竖直相接，构成一个或者多个环状沟槽；以及 

外延材质，填充于所述竖向条状沟槽和所述横向条状沟槽内，将同一个所述环状沟槽的所述竖向条状沟槽和所述横向条状沟槽在所述半导体衬底中连接成连续的环； 

其中，构成所述环状沟槽的所述竖向条状沟槽与所述横向条状沟槽的转角接口处彼此空开。 

可选地，所述保护环的所述环状沟槽有1~5个。 

可选地，所述环状沟槽的所述竖向条状沟槽和/或所述横向条状沟槽的线宽尺寸，以及一个所述环状沟槽的所述竖向条状沟槽和/或所述横向条状沟槽与其平行相邻的其他环状沟槽的所述竖向条状沟槽和/或所述横向条状沟槽之间的沟槽间距根据所述深沟槽超结结构的电压、电流要求是可调整的（Adjustable）。 

可选地，所述半导体衬底为硅衬底。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点： 

本实用新型在保护环的同一个环状沟槽的竖向条状沟槽和横向条状沟槽的转角接口处使用非接触设计，彼此空开。这样，沟槽的所有四个方向就具有相同的晶向，所有沟槽中填充的外延材质具有一致性，克服了原先沟槽转角接口处可能存在的不平整的情况。 

本实用新型保证了深沟槽超结结构的电压保护的要求，降低了外延填充的难度，提高了稳定、可靠的电学性能和工艺可加工的稳定性。 

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中： 

图1为现有技术中一种深沟槽超结结构的保护环的平面结构示意图； 

图2为本实用新型一个实施例的深沟槽超结结构的保护环的平面结构示意图。 

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。 

图2为本实用新型一个实施例的深沟槽超结结构的保护环的平面结构示意图。如图2所示，该深沟槽超结结构的保护环200可以位于半导体衬底（未标示）上，该半导体衬底可以为硅衬底。由于在沟槽外延填充过程中，不同晶向面的填充物生长速率不一致，所以本实施例使用直条图形和直角来形成保护环200。