[发明专利]一种沟槽终端结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种沟槽终端结构及其制备方法，沟槽呈环状分布于有源区的外围，在沟槽的外围设有截止环，沟槽包括若干条间断沟槽和一条连续沟槽，所述连续沟槽位于间断沟槽与截止环之间，每条间断沟槽包括若干条等间距设置的间断子沟槽，且相邻间断沟槽的间断子沟槽交错分布。本发明使得终端位置的电势分布更均匀，并减小了终端宽度，提升了器件性能。

技术领域

本发明属于半导体器件领域，特别涉及了一种沟槽终端结构。

背景技术

图1给出了一种现有的普通沟槽终端结构，终端由几条沟槽按一定间距排列，通常沟槽的宽度w相同，间距d也相同，并且最外面一圈为截止环，截止环与其他沟槽的间距h比d大。沟槽呈环状分布于有源区外围，主要由靠近有源区的第一根沟槽侧壁的栅氧来承担压降，由于终端位置的沟槽宽度比有源区宽，在沟槽刻蚀时，其沟槽深度更深，沟槽侧壁的栅氧化层更薄，导致终端位置的击穿电压低于有源区，限制了器件性能。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种沟槽终端结构及其制备方法，使终端位置的电势分布更均匀，并减小终端宽度，提升器件性能。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种沟槽终端结构，沟槽呈环状分布于有源区的外围，在沟槽的外围设有截止环，所述沟槽包括若干条间断沟槽和一条连续沟槽，所述连续沟槽位于间断沟槽与截止环之间，每条间断沟槽包括若干条等间距设置的间断子沟槽，且相邻间断沟槽的间断子沟槽交错分布。

进一步地，连续沟槽与间断沟槽的间距为e，连续沟槽与截止环的间距为h，相邻间断沟槽的间距为d，则h的取值大于e和d的取值。

进一步地，间断沟槽的宽度为w，连续沟槽的宽度为f，截止环的宽度为i，则i的取值大于w和f的取值。

如上述沟槽终端结构的制备方法，包括如下步骤：

（1）衬底采用N型100晶向，并掺杂砷元素或磷元素，在衬底做外延生长，所生长的外延电阻率和厚度根据器件的耐压要求确定；

（2）在衬底表面沉积一层SiO₂膜，并在膜上进行光刻、刻蚀形成沟槽结构；

（3）在沟槽侧壁通过干法氧化形成一层氧化层，然后湿法漂洗去除所有氧化层，修复沟槽刻蚀损伤，使沟槽底部圆滑；

（4）在沟槽侧壁生长一层氧化层作为栅介质层；

（5）通过多晶沉积、光刻、刻蚀，形成多晶栅；

（6）在芯片表面注入硼元素，高温退火形成P阱；通过光刻、注入、退火形成N+区，注入元素为砷元素；

（7）在N+区上淀积一层氧化层作为介质层，并在介质层上通过孔光刻、刻蚀，形成接触孔；

（8）通过注入、退火，降低接触孔的接触电阻，注入的元素为B或BF₂；在接触孔中淀积Ti或TiN层并填充金属钨，形成欧姆接触孔；

（9）在P阱和介质层上淀积金属铝，通过刻蚀金属铝形成各功能区；

（10）沉积钝化层并光刻腐蚀，形成栅极和源极的开口区；

（11）减薄衬底背面，并在衬底背面蒸镀Ti-Ni-Ag合金。

进一步地，在步骤（2）中，SiO₂膜厚度为4000埃，沟槽结构的深度为0.6-2um，宽度为0.2-1.2um，倾斜角度为89度；

在步骤（3）中，干法氧化形成的氧化层的厚度为500-2000埃，氧化温度为1000-1100℃；在步骤（4）中，在沟槽侧壁生长的氧化层的厚度为500-1000埃，生长温度为950℃-1050℃；在步骤（5）中，多晶的厚度为0.8-1.2um，多晶的掺杂浓度为1E19-6E19，掺杂元素为磷。