專利名稱：高壓半導體元件之間的深溝槽結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種半導體元件之間的深溝槽隔離物結構，特別有關于一種高壓 半導體元件之間的深溝槽隔離物結構及其制造方法。
背景技術：
在集成電路芯片中，高壓半導體元件的布局是以深溝槽隔離物(de印trench isolation，簡稱DTI)作為高壓元件之間的隔離構造。技術適用于高電壓與高功率的集成 電路領域。深溝槽隔離物可大幅地縮減元件所占的面積，并有效地避免靜電放電(ESD)和 閂鎖效應(latch-up effect)。圖IA是顯示傳統(tǒng)高壓半導體元件布局的平面示意圖，圖IB是顯示圖IA的深溝槽 隔離物(DTI)沿切割線1B-1B的剖面示意圖。請參閱圖1A，高壓半導體芯片10包含多個高 壓半導體元件12，橫向與縱向交錯條狀的深溝槽隔離物(DTI) 14作為高壓元件之間的隔離 構造。各條狀的深溝槽隔離物(DTI) 14的寬度為X，而兩溝槽隔離物14的交截處18的對角 寬度為Y，由于對角寬度Y約為深溝槽隔離物寬度X的1.4倍。請參閱圖1B，當高壓元件的 維度縮小時，填入的α-多晶硅層13于深溝槽14時，開口端α-多晶硅的輪廓靠近接觸會 導致孔隙16封止于深溝槽內部。在回刻蝕α-多晶硅層13后，露出半導體基底11表面， 會造成孔隙16與外界連通，導致后續(xù)工藝中化學溶液侵入深溝槽中，影響元件的效能或失 效。更有甚者，在經(jīng)過熱工藝后，上述侵入的化學溶液揮發(fā)造成體積膨脹致使半導體基底11 破裂。上述現(xiàn)象在兩溝槽隔離物14的交截處18會格外地顯著。
發(fā)明內容
本發(fā)明的一實施例提供一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構，包括一半導體 基底；多條相交的深溝槽隔離物設置于該半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域； 以及一島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中該兩條相交的深溝槽隔離物具 有鈍角的斜邊。本發(fā)明另一實施例提供一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構，包括一半導體 基底；多條相交的深溝槽隔離物設置于該半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件；以 及一多邊形島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中該兩條相交的深溝槽隔離 物具有鈍角的斜邊；其中該鈍角的斜邊與該多邊形結構的斜邊之間距離為第一寬度，各深 溝槽隔離物具有第二寬度，其中該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。本發(fā)明又一實施例提供一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構的制造方法，包 括提供一半導體基底；形成多條相交的深溝槽于該半導體基底中，定義出多個高壓半導 體元件區(qū)域，其中一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處；以及填入隔離材料于 這些深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物；其中該兩條相交的深溝槽具有鈍角的 斜邊；其中該鈍角的斜邊與該多邊形結構的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第二寬度，其中該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。
圖IA是顯示傳統(tǒng)高壓半導體元件布局的平面示意圖IB是顯示圖IA的深溝槽隔離物(DTI)沿切割線1B-1B的剖面示意圖2A是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的平面示意圖；以及
圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的平面示意圖。
附圖標號
10 --高壓半導體芯片；
11 --半導體基底；
12 --高壓半導體元件；
13 --α-多晶硅層；
14 --深溝槽隔離物(DTI)；
16 --孔隙；
18 --兩溝槽隔離物的交截處；
100,200 高壓半導體芯片；
120,220 高壓半導體元件區(qū)域；
130,230 深溝槽隔離物；
135、235 具有鈍角θ的斜邊；
150 八邊形結構島狀物；
155 八邊形結構的斜邊；
250 四邊形結構島狀物；
255 四邊形結構的斜邊；
A 深溝槽隔離物的寬度；
B 具鈍角的斜邊與八邊形結構的斜邊之間距離；
C 具鈍角的斜邊與四邊形結構的斜邊之間距離。
具體實施例方式為使本發(fā)明能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下以下以各實施例詳細說明并伴隨著圖式說明之范例，作為本發(fā)明的參考依據(jù)。在 圖式或說明書描述中，相似或相同的部分皆使用相同的圖號。且在圖式中，實施例的形狀或 是厚度可擴大，并以簡化或是方便標示。再者，將分別描述說明圖式中各元件的部分，值得 注意的是，圖中未繪示或描述的元件，為本技術領域技術人員所知的形式，另外，特定的實 施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。有鑒于此，本發(fā)明的主要特征及樣態(tài)在于提供島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的 交截中心處，以提升工藝裕度。于一實施例中，兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效 地降低高壓半導體元件區(qū)域的機械性與電性應力。于另一實施例中，將島狀物設計成接地可提升元件的效能。根據(jù)本發(fā)明的實施例，高壓半導體元件之間的深溝槽結構包括一半導體基底，多 條相交的深溝槽隔離物設置于該半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域。一島狀 物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜 邊。圖2A是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的平面 示意圖。請參閱圖2A，一高壓半導體芯片100包括一半導體基底，及多條縱向和橫向相交的 深溝槽隔離物130設置于半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域120。八邊形結構 島狀物150設置于兩條直交的深溝槽隔離物130的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽 隔離物具有鈍角θ的斜邊135，例如具有鈍角的斜邊135與深溝槽隔離物130之間的角度 為135度。該鈍角θ的斜邊135與八邊形結構的斜邊155之間距離為第一寬度B，各深溝 槽隔離物具有第二寬度Α，其中第一寬度B和第二寬度A之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。于另一實施例中，該鈍角的斜邊135與八邊形結構150的斜邊155為相互平行。于一實施例中，八邊形島狀物150與半導體基底為相同材質構成。于另一實施例 中，八邊形島狀物150為電性接地。圖2Β是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的平面 示意圖。請參閱圖2Β，一高壓半導體芯片200包括一半導體基底，及多條縱向和橫向相交的 深溝槽隔離物230設置于半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域220。四邊形結構 島狀物250 (例如菱形島狀物)設置于兩條直交的深溝槽隔離物230的交截中心處。兩條 相交的深溝槽隔離物之間具有鈍角θ的斜邊235，例如具有鈍角的斜邊235與深溝槽隔離 物230之間的角度為135度。該鈍角θ的斜邊235與四邊形結構250的斜邊255之間距 離為第一寬度C，各深溝槽隔離物具有第二寬度Α，其中第一寬度C和第二寬度A之間的比 值范圍大抵介于0. 3 0. 9。于另一實施例中，該鈍角的斜邊235與四邊形結構250的斜邊 255為相互平行。于一實施例中，四邊形島狀物250與半導體基底為相同材質構成。于另一實施例 中，四邊形島狀物250為電性接地。再者，本發(fā)明的實施例另提供一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構的制造方 法。首先，提供一半導體基底，并形成多條相交的深溝槽于該半導體基底中，以定義出多個 高壓半導體元件區(qū)域，其中一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處。接著，填入隔 離材料于這些深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物。于一實施例中，填入的隔離材 料包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他絕緣材料。該兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，及 該鈍角的斜邊與該多邊形結構的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第二寬度，其中 該第一寬度和該第二寬度之間的比值范圍大抵介于0. 3 0. 9。有鑒于此，于上述實施例中，高壓半導體元件之間的深溝槽結構通過設置島狀物 設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，使鈍角的斜邊與島狀結構的斜邊間的距離小于深 溝槽的寬度，避免在沉積隔離材料于深溝槽中時留下孔隙，以有效地提升工藝裕度。再者， 兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效地降低高壓半導體元件區(qū)域的機械性與電性應 力。再者，通過將島狀物電性接地，可提升高壓半導體元件的電性效能。本發(fā)明雖以各種實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本技術領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的 保護范圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述的深溝槽結構包括一半導體基底；一多條相交的深溝槽隔離物設置于所述半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域；以及一島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中所述兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊。
2.如權利要求1所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述島狀物 包括一八邊形結構或一四邊形結構。
3.如權利要求1所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述鈍角的 斜邊與所述島狀物的一斜邊為相互平行。
4.如權利要求1所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述島狀物 為電性接地。
5.一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述的深溝槽結構包括一半導體基底；一多條相交的深溝槽隔離物設置于所述半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件;以及一多邊形島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處；其中所述兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊；其中所述鈍角的斜邊與所述多邊形結構的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽隔離物 具有第二寬度，其中所述第一寬度和所述第二寬度之間的比值范圍介于0. 3 0. 9。
6.如權利要求5所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述多邊形 島狀物包括一八邊形結構或一四邊形結構。
7.如權利要求5所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述鈍角的 斜邊與所述多邊形島狀物的所述斜邊為相互平行。
8.如權利要求5所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構，其特征在于，所述多邊形 島狀物為電性接地。
9.一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構的制造方法，其特征在于，所述的制造方法 包括提供一半導體基底；形成多條相交的深溝槽于所述半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域，其中 一多邊形島狀物形成于兩條深溝槽的交截中心處；以及填入隔離材料于所述多條深溝槽并將其回刻蝕，以形成一深溝槽隔離物；其中所述兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊；其中所述鈍角的斜邊與所述多邊形結構的斜邊之間距離為第一寬度，各深溝槽具有第 二寬度，其中所述第一寬度和所述第二寬度之間的比值范圍介于0. 3 0. 9。
10.如權利要求9所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的制造方法，其特征在于， 所述多邊形島狀物包括一八邊形結構或一四邊形結構。
11.如權利要求9所述的高壓半導體元件之間的深溝槽結構的制造方法，其特征在于， 所述深溝槽隔離物包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他絕緣材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓半導體元件之間的深溝槽結構及其制造方法，所述的深溝槽結構包括一半導體基底，多條相交的深溝槽隔離物設置于該半導體基底中，定義出多個高壓半導體元件區(qū)域，以及一島狀物設置于兩條深溝槽隔離物的交截中心處，其中該兩條相交的深溝槽隔離物具有鈍角的斜邊。本發(fā)明實施例使鈍角的斜邊與島狀結構的斜邊間的距離小于深溝槽的寬度，避免在沉積隔離材料于深溝槽中時留下孔隙，有效地提升了工藝裕度；兩條相交的深溝槽具有鈍角的斜邊，可有效地降低高壓半導體元件區(qū)域的機械性與電性應力；通過將島狀物電性接地，可提升高壓半導體元件的電性效能。
文檔編號H01L21/762GK101958319SQ20091015915
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2009年7月17日
發(fā)明者張玉龍, 林明正, 浦士杰, 羅文勛 申請人:世界先進積體電路股份有限公司