半导体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构，包括：衬底，该衬底具有形成在该衬底中的第一沟槽，场板层，该场板层被布置为在第一沟槽的内部延伸，该场板层具有厚度，使它限定了第一沟槽内部的第二沟槽，沟槽填充材料，该沟槽填充材料被配置为实质上平整第一沟槽和第二沟槽，其中该结构包括阻挡层，该阻挡层被布置为覆盖场板层和沟槽填充材料之间的第二沟槽的内表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体结构，特别涉及包括沟槽的半导体结构和用于制造这种结构的方法。
技术介绍
半导体元件或者其中的部分可能用沟槽MOS工艺形成。沟槽，典型地包括实质垂直的通道，深度比宽度大，可能形成于衬底中。沟槽内的材料的沉积可能通过化学汽相沉积(CVD)完成。在实践中，已经发现空隙可以在沉积到沟槽中的材料中形成。
技术实现思路
根据本专利技术第一个方面，提供一种半导体结构包括:衬底，该衬底具有形成在该衬底中的第一沟槽，场板层，该场板层被布置为在第一沟槽的内部延伸，该场板层具有厚度，使它限定了第一沟槽内部的第二沟槽，沟槽填充材料，该沟槽填充材料被配置为实质上平整第一沟槽和第二沟槽，其中该结构包括阻挡层，该阻挡层被布置为覆盖场板层和沟槽填充材料之间的第二沟槽的内表面。这样的方案是有益的，已发现阻挡层可能起到移动阻挡的作用，来减少形成于沟槽填充材料中的空隙移动到场板层的可能性，当使用该半导体结构的时候，如果空隙移动到场板层可能会影响场板层的操作。当该半导体需要高温处理时，例如退火，这样的结构更是特别有益的，因为在较高的温度下，空隙会向沟槽壁移动，例如如下所述的。该半导体结构结构可能包括在衬底和场板层之间的第一沟槽内的进一步层，例如氧化物层，氮化物层，移动阻挡层，和/或电绝缘层。该衬底可能是硅。从第一沟槽任意内表面的场板层的厚度可能小于第一沟槽的宽度。这对于降低场板层内形成空隙的风险是有利的。场板层可能具有实质上相等的厚度。场板层可能与沟槽填充材料的材料相同。因而，该阻挡层可能被配置为在用于提供电场(场板层)的部分材料和用于填充沟槽的部分材料之间提供分离的表面。该阻挡层可能相对于场板层是电绝缘的。该阻挡层可能包括沉积或者热生长氧化物(除自然氧化物外)。使用氧化物来形成该阻挡层是有益的，因为退火步骤可能用来氧化沟槽的壁和/或场板层的壁。该阻挡层可能包括氮化物。该阻挡层可能用来将场板层与沟槽填充材料电绝缘。除了氧化物和氮化物，该阻挡层可能包括任何其它的能够起到移动阻挡作用的材料。另外还发现阻挡层可能起到停止填充材料内的空隙的移动的作用，以保护场板层避免接收从沟槽填充材料移动过来的空隙，例如在高温处理步骤的时候。该阻挡层可能包括多个层，其中一个或者几个或者所有的层起到移动阻挡的作用。进一步层可能包括进一步阻挡层，该进一步阻挡层被配置为覆盖衬底和该场板层之间的第一沟槽的内表面。当存在该进一步阻挡层的时候，场板层可能被布置为在第一沟槽的内部延伸并覆盖该进一步阻挡层。该进一步阻挡层与场板层的结合的厚度可能小于第一沟槽的宽度。这样的方案是有益的，该进一步阻挡层可能将场板层与衬底电隔离。阻挡层和进一步阻挡层可能是同样的材料。阻挡层和进一步阻挡层也可能是不同的材料。场板层可能包含多晶硅。沟槽填充材料可能包含多晶硅。多晶硅场板层与氧化物阻挡层的结合，使它与沟槽填充材料分离，被认为是有益的。场板层可能被掺杂到至少lX1017cm—3。这是有益的，并提供用于高效沟槽基场板。掺杂物可能包括P0C13，虽然也能使用其它能够提高场板的半导体材料的导电率的掺杂物。根据本专利技术第二个方面，提供一种用于制造半导体结构的方法包括:接收衬底，该衬底具有形成在该衬底中的第一沟槽；形成场板层，使其在第一沟槽的内部延伸，该场板层具有厚度，使它限定第一沟槽内部的第二沟槽；形成阻挡层，该阻挡层被布置为覆盖第二沟槽的内表面；用沟槽填充材料平整该衬底，用于形成第一沟槽和第二沟槽上实质上平坦的表面。这样的方案是有益的，它可以阻挡沟槽填充材料中的空隙向场板层的方向移动。该阻挡层可能提供到具有高完整性的场板层，因此可能在使用时在衬底内产生均匀的电场。在一些例子中，该方法可能包括形成进一步阻挡层的步骤，该进一步阻挡层被布置为覆盖第一沟槽的内表面。场板层可能因而被布置为在第一沟槽的内部延伸并覆盖该进一步阻挡层。该阻挡层的形成步骤可能包括退火。选择性的，该阻挡层的形成步骤可能包括通过化学汽相沉积形成该层。可能执行形成场板层的步骤，以使垂直于第一沟槽内表面的任一点的厚度比第一沟槽的宽度小。这对于降低场板层内形成空隙的风险是有利的。如果存在进一步阻挡层，可能执行形成进一步阻挡层和场板层的步骤，以使垂直于第一沟槽的内表面的平均厚度比第一沟槽的宽度的一半(或者至少比40%，30%或者25%的宽度)要小。这对于降低场板层内形成空隙的风险是有利的。如前所述的方法可能包括，在平整步骤之后，在600摄氏度以上执行制造步骤。这可能造成沟槽填充材料内的任何空隙向场板层移动。然而，阻挡层可能提供有效的阻挡，防止空隙对场板层的完整性产生干扰。根据本专利技术第三个方面，提供一种半导体元件包括第一个方面所述的半导体结构。半导体元件可能包括二极管或者晶体管(例如MOS晶体管)或者功率晶体管或者其它的元件。根据本专利技术另一个方面，提供一种电子设备，包括第三方面所述的半导体元件。该电子设备可能包括放大器，用于移动通信网的基站，或者卫星接受器或者其它的设备。【附图说明】图1显示了实施例的半导体结构的示意图；图2显示了实施例的进一步阻挡层覆盖沟槽的示意图；图3显示了图2的沟槽的剩余部分填充有沟槽填充材料的沟槽的示意图；图4显示了图3的在退火步骤后填充沟槽的示意图；图5显示了图2的在进一步阻挡层上形成场板层以及形成第二沟槽的沟槽的示意图；图6显示了在场板层上形成阻挡层的示意图；图7显示了第二沟槽的剩余部分填充有沟槽填充材料的半导体结构的示意图；图8显示了沟槽填充材料与阻挡层材料相同的半导体结构的示意图。图9显示了制造半导体结构的流程图；和图10显示了具有图1或图7的半导体元件的电子设备的示意图。【具体实施方式】图1显示了一种半导体结构I。图更准确地说，图1显示了包括具有形成在衬底2中的第一沟槽3的衬底2的半导体结构I。进一步阻挡层4被布置为覆盖第一沟槽3的内表面，SP在沟槽上形成一个层，而非填充该沟槽。在其他的实施例中，有可能不存在进一步阻挡层4。场板层5被布置为在第一沟槽3的内部延伸，并覆盖进一步阻挡层4 ο该场板层5有一定厚度，以使它能限定第一沟槽3内部的第二沟槽6。阻挡层7被布置为覆盖第二沟槽6的内表面。沟槽填充材料8被配置为实质上填充和平整第一沟槽3和第二沟槽6，因而可能被刻蚀以在第一沟槽和第二沟槽上形成平滑的表面，相对于衬底来说。因而，当第一沟槽可能被刻蚀到衬底2中的时候，在第一沟槽3的内部形成第二沟槽，跟在在第一沟槽3的壁上形成阻挡层4和场板层5之后。在第一个例子中，该衬底可能由硅形成，然而它也可以用其他任何适合的半导体材料，例如氮化镓或者砷化镓。在半导体衬底中形成沟槽是有利的，它可以节省半导体衬底的表面的面积，并且可以得到更高的对所得到的元件的电流处理能力。该半导体元件包括沟槽结构，该沟槽结构包括，例如，沟槽MOSFET晶体管或者沟槽二极管。在这例子中，该沟槽包括凹槽或者通道，可以用适当的材料填充以形成半导体元件的至少一部分。沟槽3包括深度比宽度大的凹槽或者通道。对于半导体结构中的沟槽长度超过半导体衬底的长度没有限制。进一步阻挡层4可能用于将沟槽与衬底2电绝缘。该进一步阻挡层4可能包括任何一种电绝缘材料，可能与场板层5相关。在第一实施例中，该进一步阻挡层4是由氧化物形成的。使用氧化物是有益的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，该衬底具有形成在该衬底中的第一沟槽，场板层，该场板层被布置为在第一沟槽内部延伸，该场板层具有厚度，使它限定了第一沟槽内部的第二沟槽，沟槽填充材料，该沟槽填充材料被配置为实质上平整第一沟槽和第二沟槽，其中该结构包括阻挡层，该阻挡层被布置为覆盖场板层和沟槽填充材料之间的第二沟槽的内表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·伊格尔霍兹恩多夫，列扎·比塔什，提姆·伯切尔，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL