[实用新型]高压半导体功率装置的边缘终接的结构

说明书

一种高压半导体功率装置的边缘终接的结构，其特征在于，在硅衬底中形成有核心沟槽及终端沟槽，其中所述终端沟槽比所述核心沟槽的深度深；所述核心沟槽及终端沟槽包括设于沟槽内侧壁和底部表面的氧化物，和位于所述氧化物之间的第一多晶硅。通过沟槽布局设计来改善边缘终止击穿的方法，从而能降低工艺成本；且通过沟槽布局设计，无需增加任何额外的掩模层或任何额外的处理步骤，即可实现高终端击穿电压，从而更好应用于较小尺寸的集成电路芯片范围。

技术领域

本创作涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种沟槽型功率器件的边缘终接的结构。

背景技术

半导体功率器件已经被广泛应用于汽车电子、开关电源以及工业控制器件等领域。特别是沟槽型功率器件，在制作沟槽型功率器件时，在沟槽底部需制作厚氧化层，目的是用来减小栅极底部的寄生电容，降低栅极漏极电荷(Qgd)，以提高开关特性和电学性能。现有技术中通常采用高密度等离子体化学气相淀积(HDPCVD)法制造沟槽底部厚氧化层，其步骤如下：形成沟槽，在沟槽底部沉积一定厚度的厚氧化层，把硅表面的厚氧化层磨掉，去掉沟槽侧壁的氧化层，留下底部氧化层，形成厚氧化层。

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M0S电容器的电荷平衡成为可能。这些M0S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M0S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。M0S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M0S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。栅结构包括平面栅和沟槽栅两种，沟槽栅能够得到更大的电流密度和更小的导通电阻而经常应用于功率器件中。对于沟槽栅，通常包括沟槽，形成于沟槽内侧表面包括底部表面和侧面的栅氧化层以及将所述沟槽完全填充的多晶硅栅。沟槽栅需要穿过沟道区，从而能使得多晶硅栅从侧面覆盖沟道区，在栅开启时，被多晶硅栅侧面覆盖的沟道区表面形成沟道。

为提高半导体功率装置在终接区的击穿电压的传统的制备工艺和装置结构，仍然存在终接区所占面积较大等困难。如今制备的半导体功率装置尺寸越来越小，这些困难正变得更加严峻。普遍调查显示，对于较小尺寸的集成电路芯片来说；边缘终接约占总面积的20％。然而，芯片的尺寸越来越小(例如大约缩小了10倍)，为了保持高击穿电压，边缘终接所占的百分比逐渐增大，可能会约占总面积的50％左右。由于端接区不用于电流传导，因此它是晶体管的“非有源”区。即使边缘端接所占的大面积，致使有用的有源组件区有些浪费，但是在克服这个难题方面仍然没有很显着的解决方案。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本创作提供了一种高压半导体功率装置的边缘终接的结构，一种通过用于SGT MOSFET的沟槽布局设计来改善边缘终止击穿的方法，从而能降低工艺成本；通过沟槽布局设计，无需增加任何额外的掩模层或任何额外的处理步骤，即可实现高终端击穿电压，从而更好应用于较小尺寸的集成电路芯片范围。

本申请的目的及解决其技术问题，是采用以下技术方案来实现的。一种高压半导体功率装置的边缘终接的结构，其特征在于，在衬底中形成有核心沟槽及终端沟槽，其中所述终端沟槽比所述核心沟槽的深度深；所述核心沟槽及终端沟槽包括设于沟槽内侧壁和底部表面的氧化物，和位于所述氧化物之间的第一多晶硅。