[发明专利]MOSFET终止沟槽

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2012年2月9日提交的发明人为Azam、Misbah Ul等人的发明名称为“MOSFET TERMINATION TRENCH”的共同在审的美国非临时专利申请No.13/370,243的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

存在不同类型的金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件。一种用于高达300伏特(V)漏-源击穿电压的MOSFET器件使用以氧化物做内衬并填充有电连接至源极的传导多晶硅的深沟槽。这使得在正向阻断期间漂移区域与MOS电容器的电荷平衡成为可能。这些MOS电荷平衡器件是传统沟槽式MOSFET器件的更佳替代品。在传统沟槽式MOSFET器件中，在主体区域(body region)中存在很强的电场局部化；而MOS电荷平衡器件能够实现精确的横向漂移区域电荷平衡。据指出这种电荷平衡允许更高的漂移区域掺杂，这改善了这些器件的特定的导通状态电阻(RxA)系数。MOS电荷平衡器件可具有不同类型的栅极控制。例如，可以是在相同沟槽中的分离的多晶硅电极，在栅极多晶硅和连接源极的多晶硅之间存在绝缘层；或者可以是多晶硅电极处在分离的浅沟槽中。栅极还可以是处在硅表面顶部上的平面。但是，由于外延层的高掺杂浓度，传统的边缘终止区无法被用于实现更高的期望击穿电压。在沟槽式MOS电荷平衡结构中，有时环绕单元阵列的简单场板就可能足够。尽管如此，随着采用的电压不断增高，由于在终止区域中不完全的电荷平衡，场板结构开始显现出更低的击穿电压。

发明内容

在一个实施例中，一种方法可包括在衬底中形成核心沟槽和终止沟槽。所述终止沟槽宽于在核心单元中的深沟槽。此外，可沉积第一氧化物用以填充所述核心沟槽并用作所述终止沟槽的侧壁和底部的内衬。可将第一多晶硅沉积到所述终止沟槽中。可将第二氧化物沉积在所述第一多晶硅之上。可将掩模(mask)沉积在所述第二氧化物和所述终止沟槽之上。可将所述第一氧化物从所述核心沟槽移除。可沉积第三氧化物来用作所述核心沟槽的侧壁和底部的内衬。在所述终止沟槽内的所述第一氧化物比在所述核心沟槽内的所述第三氧化物更厚。这使得所述终止沟槽能够支持被有源区中的沟槽下方的漂移区域所阻断的额外电压。在一个实施例中，所述方法适用于如背景技术中所述的所有类型的栅极控制。

在一个实施例中，一种半导体器件可包括在衬底中形成的终止沟槽。所述终止沟槽可包括用作该终止沟槽的侧壁和底部的内衬的第一氧化物。此外，所述终止沟槽可包括位于所述第一氧化物之间的第一多晶硅。所述半导体器件可包括在衬底中形成的核心沟槽。所述核心沟槽可包括用作该核心沟槽的侧壁和底部的内衬的第二氧化物。此外，所述核心沟槽可包括位于所述第二氧化物之间的第二多晶硅。所述终止沟槽宽于核心单元中的深沟槽。

在又一个实施例中，一种方法可包括在衬底中形成核心沟槽和终止沟槽。所述终止沟槽宽于核心单元中的深沟槽。此外，可以沉积第一氧化物层用以完全填充所述核心单元中的沟槽并用作所述终止沟槽的侧壁和底部的内衬。可将第一多晶硅沉积到所述终止沟槽中。可将第二氧化物层沉积在所述第一多晶硅之上。可将掩模沉积在所述第二氧化物层和所述终止沟槽之上。可将所述第一氧化物层从所述核心单元中的深沟槽移除。可将掩模移除。可沉积第三氧化物层来用作所述核心单元中的深沟槽的侧壁和底部的内衬。所述终止沟槽内的所述第一氧化物层比所述核心单元中的深沟槽内的所述第三氧化物层厚。

尽管已经在发明内容中具体描述根据本发明的特定实施例，但是需要注意到的是，本发明和请求的主题不以任何方式受限于这些实施例。

附图说明

在附图中，根据本发明的不同实施例以示例而非限制的方式示出。需注意的是，在整个附图中，相同的参考标记表示相似的元件。在本说明书中引用的附图不应当理解为是按比例绘制的，除非具体指出。

图1是根据本发明的不同实施例的半导体器件的边缘终止区域的侧视截面图。

图2是根据本发明的不同实施例的半导体器件的边缘终止区域的侧视截面图。

图3至图16是根据本发明的不同实施例的包括终止沟槽的半导体器件的选定的制造阶段的侧视截面图。

图17是根据本发明的不同实施例的方法的流程图。

图18是根据本发明的不同实施例的半导体器件的边缘终止区域的侧视截面图。

图19是根据本发明的不同实施例的半导体器件的边缘终止区域的侧视截面图。

图20是根据本发明的不同实施例的终止沟槽内衬氧化物层对比击穿电压的理论计算的曲线图。