功率器件的制作方法及器件技术

本申请公开了一种功率器件的制作方法及器件，该方法包括：在外延层上形成硬掩模层，该外延层形成于衬底上；对外延层的目标区域进行刻蚀，在元胞区域的外延层中形成器件沟槽，在保护环区域的外延层中形成第一保护环沟槽和第二保护环沟槽，第一保护环沟槽的宽度大于其深度，第一保护环沟槽的宽度大于器件沟槽的宽度，第一保护环沟槽的宽度大于第二保护环沟槽的宽度；进行离子注入，离子注入的角度为20

【技术实现步骤摘要】
功率器件的制作方法及器件


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种功率器件的制作方法及器件。

技术介绍

[0002]在半导体器件，尤其是功率器件的结构中，为了抑制少子运动或闩锁效应(latch-up)，通常在器件的元胞(cell)区域的外环设置保护环(guard ring)。
[0003]参考图1，其示出了相关技术中提供的一种器件的剖面示意图。如图1所示，衬底110包括元胞区域1101和保护环区域1102，衬底110上形成有外延层120，元胞区域1101的外延层120中形成有器件沟槽101，保护环区域1102的外延层120中形成有保护环沟槽102。
[0004]相关技术中，在形成器件沟槽101和保护环沟槽102之后，需要通过不同的掩模板和光刻工艺分别对元胞区域1101和保护环区域1102进行不同的掺杂，工艺较为复杂，从而导致制造成本较高。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种功率器件的制作方法及器件，可以解决相关技术中提供的功率器件的制作方法由于需要采用不同的工序分别对元胞区域和保护环区域进行不同的掺杂所导致的工艺复杂，制造成本较高的问题。
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种功率器件的制作方法，包括：
[0007]在外延层上形成硬掩模层，所述外延层形成于衬底上，所述衬底所在的平面包括元胞区域和保护环区域，所述元胞区域用于形成所述功率器件，所述保护环区域用于形成所述功率器件的保护环；
[0008]对目标区域进行刻蚀，在所述元胞区域的外延层中形成器件沟槽，在所述保护环区域的外延层中形成第一保护环沟槽和第二保护环沟槽，所述第一保护环沟槽的宽度大于其深度，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述器件沟槽的宽度，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述第二保护环沟槽的宽度；
[0009]进行离子注入，所述离子注入的角度为20
°
至50
°
，在所述第一保护环沟槽的底部和侧面形成掺杂阱区。
[0010]可选的，所述保护环区域的外延层中形成有至少两个所述第一保护环沟槽。
[0011]可选的，所述硬掩模层包括氧化层，或，所述硬掩模层包括氧化层和氮化层。
[0012]可选的，所述第一保护环沟槽的宽度大于其深度的两倍。
[0013]可选的，在进行所述离子注入时，多次以所述衬底的中心法线为中心旋转所述衬底。
[0014]可选的，在进行所述离子注入时，至少四次以所述中心法线为中心旋转所述衬底。
[0015]另一方面，本申请实施例提供了一种器件，包括：
[0016]衬底，所述衬底所在的平面包括元胞区域和保护环区域，所述元胞区域用于形成功率器件，所述保护环区域用于形成所述功率器件的保护环；
[0017]外延层，所述外延层形成于所述衬底上；
[0018]其中，所述元胞区域的外延层中形成有器件沟槽，所述保护环区域的外延层中形成有第一保护环沟槽和第二保护环沟槽，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述器件沟槽的宽度，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述第二保护环沟槽的宽度；
[0019]所述第一保护环沟槽的底部和侧面形成掺杂阱区，所述掺杂阱区是在所述器件的制作过程中，在刻蚀形成所述器件沟槽、所述第一保护环沟槽和所述第二保护环沟槽后，进行注入的角度为20
°
至50
°
的离子注入后形成的。
[0020]可选的，所述保护环区域的外延层中形成有至少两个所述第一保护环沟槽。
[0021]可选的，所述第一保护环沟槽的宽度大于其深度的两倍。
[0022]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0023]通过将保护环对应的第一保护环沟槽的宽度设置为大于其深度，在功率器件的制作过程中，通过将离子注入的角度设置为20
°
至50
°
的角度，由于第一保护环沟槽的宽度大于其深度且离子注入的角度较大，同时由于硬掩模层的遮挡，从而能够在第一保护环沟槽的底部和侧面形成保护环的同时，对器件沟槽底部和侧面的掺杂影响较小，从而实现了在同一工序步骤中形成不同于元胞区域的掺杂分布的保护环，降低了器件的工艺复杂度和制造成本。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是相关技术中提供的一种器件的剖面示意图；
[0026]图2是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作方法的流程图；
[0027]图3是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作过程中，在外延上形成硬掩模层的剖面示意图；
[0028]图4是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作过程中，在外延层中形成器件沟槽、第一保护环沟槽和第二保护环沟槽的剖面示意图；
[0029]图5是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作过程中，进行离子注入的剖面示意图；
[0030]图6是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作过程中，进行离子注入，去除硬掩模层后的剖面示意图；
[0031]图7是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作过程中，离子注入角度的示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的
范围。
[0033]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0035]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0036]参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的功率器件的制作方法的流程图，该方法包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件的制作方法，其特征在于，包括：在外延层上形成硬掩模层，所述外延层形成于衬底上，所述衬底所在的平面包括元胞区域和保护环区域，所述元胞区域用于形成所述功率器件，所述保护环区域用于形成所述功率器件的保护环；对目标区域进行刻蚀，在所述元胞区域的外延层中形成器件沟槽，在所述保护环区域的外延层中形成第一保护环沟槽和第二保护环沟槽，所述第一保护环沟槽的宽度大于其深度，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述器件沟槽的宽度，所述第一保护环沟槽的宽度大于所述第二保护环沟槽的宽度；进行离子注入，所述离子注入的角度为20
°
至50
°
，在所述第一保护环沟槽的底部和侧面形成掺杂阱区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护环区域的外延层中形成有至少两个所述第一保护环沟槽。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬掩模层包括氧化层，或，所述硬掩模层包括氧化层和氮化层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一保护环沟槽的宽度大于其深度的两倍。5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在进行所述离子注入时，多次以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华明，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：