[发明专利]深槽高压终端结构的制作方法以及高压半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种截断型深槽高压终端结构的制作方法以及一种具有该截断型深槽高压终端结构的高压半导体器件。

背景技术

高压半导体器件为了实现很高的击穿电压，必须使用终端结构(Termination Structure)来减小器件的表面电场，使击穿电压尽可能地接近平面结。一般来说，终端结构大致可以分为延伸型和截断型两大类。

图1为现有技术中一个延伸型的终端结构的剖面结构示意图。如图所示，例如在P型衬底上形成有主结(位于图中左侧)，而延伸型终端结构具体来说是在主结的边缘处(此处耗尽区的轮廓通常是弯曲的，电力线比较密集)设置一些延伸结构(图中为两个，均位于主结右侧)。这些延伸结构实际上起到将主结耗尽区向外展宽的作用，将电力线比较密集(如图中箭头所示)的耗尽区轮廓延伸到右侧那个终端结构的外侧边缘处。这样，位于半导体器件下方的耗尽区的轮廓基本呈平直线状，电力线在此处也比较均匀，从而能降低器件表面处的电场强度，提高击穿电压。这类终端结构通常用于类似于CMOS的平面工艺，如场板、场限环等。

图2为现有技术中一个截断型的终端结构的剖面结构示意图。如图所示，线J₁上方或J₂下方均为P+掺杂区域，线J₁和J₂之间为N掺杂区域。虚线1和3之间的区域为由线J₁分开的PN结的耗尽区的边缘；虚线2和4之间的区域为由线J₂分开的PN结的耗尽区的边缘。如图2左侧及左上侧所示，该PN结的耗尽区的边缘出现弯曲的部分被物理截断，此处电力线比较密集(如图中箭头所示)，其具体手段可以采用湿法腐蚀曲面槽、划片及引线焊接后的边缘腐蚀、圆片的边缘磨角、干法刻蚀深槽等。即截断型的终端结构将PN结边缘截断并利用截断的形貌影响器件表面电场分布，再结合良好的表面钝化工艺实现表面击穿的改善。这类终端结构通常适用于台面或刻槽工艺。

但是，上述现有技术分别还存在如下缺陷：

延伸型终端结构无法实现较高的击穿电压，并且其需要占据大量的芯片面积，造成芯片利用率不高，增加了生产成本；而截断型终端结构与通用的集成电路工艺不太兼容，生产成本太高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种截断型深槽高压终端结构以及一种具有该截断型深槽高压终端结构的高压半导体器件，减小所占用的芯片面积并与通用的集成电路工艺相兼容。

为解决上述技术问题，本发明提供一种深槽高压终端结构的制作方法，包括步骤：

提供半导体衬底，其上依次形成有高压半导体器件、覆盖所述高压半导体器件的氧化层以及图形化的互连线；

依次刻蚀所述氧化层和半导体衬底，在所述高压半导体器件两侧分别形成深槽，所述深槽刻蚀掉一部分阱区并延伸至所述半导体衬底中；

在所述氧化层表面涂覆阻挡材料，所述深槽也会被同步填满；

在所述高压半导体器件的引线孔的位置刻蚀所述阻挡材料，露出底部的互连线。

可选地，所述半导体衬底为N型硅衬底，所述阱区为P阱。

可选地，所述氧化层采用干法刻蚀法去除，刻蚀气体包括CF₄。

可选地，所述N型硅衬底采用深反应离子刻蚀法去除，刻蚀气体包括CF₄、SF₆和O₂。

可选地，所述高压半导体器件为VDMOS或者IGBT。

可选地，所述阻挡材料为聚酰亚胺。

相应地，本发明还提供一种高压半导体器件，形成于半导体衬底上，高压半导体器件高压半导体器件包括：

位于所述半导体衬底上的栅极；

分别位于所述栅极两侧的器件阱区；

覆盖所述半导体衬底和栅极的氧化层，其上布有图形化的互连线；

分别位于所述器件阱区两侧的深槽，所述深槽刻蚀一部分阱区并延伸至所述半导体衬底中；

涂覆所述氧化层和填充所述深槽的阻挡材料，其中所述器件引线孔位置处的阻挡材料被去除并露出所述互连线。

可选地，所述半导体衬底为N型硅衬底，所述阱区为P阱。

可选地，所述N型硅衬底采用深反应离子刻蚀法刻蚀，刻蚀气体包括CF₄、SF₆和O₂。

可选地，所述高压半导体器件为VDMOS或者IGBT。

可选地，所述阻挡材料为聚酰亚胺。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：