专利名称：高压半导体元件之间的深沟槽结构及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种半导体元件之间的深沟槽隔离物结构，特别有关于一种高压 半导体元件之间的深沟槽隔离物结构及其制造方法。
背景技术：
在集成电路芯片中，高压半导体元件的布局是以深沟槽隔离物(de印trench isolation，简称DTI)作为高压元件之间的隔离构造。技术适用于高电压与高功率的集成 电路领域。深沟槽隔离物可大幅地缩减元件所占的面积，并有效地避免静电放电(ESD)和 闩锁效应(latch-up effect)。图IA是显示传统高压半导体元件布局的平面示意图，图IB是显示图IA的深沟槽 隔离物(DTI)沿切割线1B-1B的剖面示意图。请参阅图1A，高压半导体芯片10包含多个高 压半导体元件12，横向与纵向交错条状的深沟槽隔离物(DTI) 14作为高压元件之间的隔离 构造。各条状的深沟槽隔离物(DTI) 14的宽度为X，而两沟槽隔离物14的交截处18的对角 宽度为Y，由于对角宽度Y约为深沟槽隔离物宽度X的1.4倍。请参阅图1B，当高压元件的 维度缩小时，填入的α-多晶硅层13于深沟槽14时，开口端α-多晶硅的轮廓靠近接触会 导致孔隙16封止于深沟槽内部。在回刻蚀α-多晶硅层13后，露出半导体基底11表面， 会造成孔隙16与外界连通，导致后续工艺中化学溶液侵入深沟槽中，影响元件的效能或失 效。更有甚者，在经过热工艺后，上述侵入的化学溶液挥发造成体积膨胀致使半导体基底11 破裂。上述现象在两沟槽隔离物14的交截处18会格外地显著。
发明内容
本发明的一实施例提供一种高压半导体元件之间的深沟槽结构，包括一半导体 基底；多条相交的深沟槽隔离物设置于该半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域； 以及一岛状物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处；其中该两条相交的深沟槽隔离物具 有钝角的斜边。本发明另一实施例提供一种高压半导体元件之间的深沟槽结构，包括一半导体 基底；多条相交的深沟槽隔离物设置于该半导体基底中，定义出多个高压半导体元件；以 及一多边形岛状物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处；其中该两条相交的深沟槽隔离 物具有钝角的斜边；其中该钝角的斜边与该多边形结构的斜边之间距离为第一宽度，各深 沟槽隔离物具有第二宽度，其中该第一宽度和该第二宽度之间的比值范围大抵介于0. 3 0. 9。本发明又一实施例提供一种高压半导体元件之间的深沟槽结构的制造方法，包 括提供一半导体基底；形成多条相交的深沟槽于该半导体基底中，定义出多个高压半导 体元件区域，其中一多边形岛状物形成于两条深沟槽的交截中心处；以及填入隔离材料于 这些深沟槽并将其回刻蚀，以形成一深沟槽隔离物；其中该两条相交的深沟槽具有钝角的 斜边；其中该钝角的斜边与该多边形结构的斜边之间距离为第一宽度，各深沟槽具有第二宽度，其中该第一宽度和该第二宽度之间的比值范围大抵介于0. 3 0. 9。
图IA是显示传统高压半导体元件布局的平面示意图IB是显示图IA的深沟槽隔离物(DTI)沿切割线1B-1B的剖面示意图2A是显示根据本发明的一实施例的高压半导体元件之间的深沟槽结构的平面示意图；以及
图2B显示根据本发明的一实施例的高压半导体元件之间的深沟槽结构的平面示意图。
附图标号
10 --高压半导体芯片；
11 --半导体基底；
12 --高压半导体元件；
13 --α-多晶硅层；
14 --深沟槽隔离物(DTI)；
16 --孔隙；
18 --两沟槽隔离物的交截处；
100,200 高压半导体芯片；
120,220 高压半导体元件区域；
130,230 深沟槽隔离物；
135、235 具有钝角θ的斜边；
150 八边形结构岛状物；
155 八边形结构的斜边；
250 四边形结构岛状物；
255 四边形结构的斜边；
A 深沟槽隔离物的宽度；
B 具钝角的斜边与八边形结构的斜边之间距离；
C 具钝角的斜边与四边形结构的斜边之间距离。
具体实施例方式为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下以下以各实施例详细说明并伴随着图式说明之范例，作为本发明的参考依据。在 图式或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在图式中，实施例的形状或 是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，将分别描述说明图式中各元件的部分，值得 注意的是，图中未绘示或描述的元件，为本技术领域技术人员所知的形式，另外，特定的实 施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。有鉴于此，本发明的主要特征及样态在于提供岛状物设置于两条深沟槽隔离物的 交截中心处，以提升工艺裕度。于一实施例中，两条相交的深沟槽具有钝角的斜边，可有效 地降低高压半导体元件区域的机械性与电性应力。于另一实施例中，将岛状物设计成接地可提升元件的效能。根据本发明的实施例，高压半导体元件之间的深沟槽结构包括一半导体基底，多 条相交的深沟槽隔离物设置于该半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域。一岛状 物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处，其中该两条相交的深沟槽隔离物具有钝角的斜 边。图2A是显示根据本发明的一实施例的高压半导体元件之间的深沟槽结构的平面 示意图。请参阅图2A，一高压半导体芯片100包括一半导体基底，及多条纵向和横向相交的 深沟槽隔离物130设置于半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域120。八边形结构 岛状物150设置于两条直交的深沟槽隔离物130的交截中心处，其中该两条相交的深沟槽 隔离物具有钝角θ的斜边135，例如具有钝角的斜边135与深沟槽隔离物130之间的角度 为135度。该钝角θ的斜边135与八边形结构的斜边155之间距离为第一宽度B，各深沟 槽隔离物具有第二宽度Α，其中第一宽度B和第二宽度A之间的比值范围大抵介于0. 3 0. 9。于另一实施例中，该钝角的斜边135与八边形结构150的斜边155为相互平行。于一实施例中，八边形岛状物150与半导体基底为相同材质构成。于另一实施例 中，八边形岛状物150为电性接地。图2Β是显示根据本发明的一实施例的高压半导体元件之间的深沟槽结构的平面 示意图。请参阅图2Β，一高压半导体芯片200包括一半导体基底，及多条纵向和横向相交的 深沟槽隔离物230设置于半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域220。四边形结构 岛状物250 (例如菱形岛状物)设置于两条直交的深沟槽隔离物230的交截中心处。两条 相交的深沟槽隔离物之间具有钝角θ的斜边235，例如具有钝角的斜边235与深沟槽隔离 物230之间的角度为135度。该钝角θ的斜边235与四边形结构250的斜边255之间距 离为第一宽度C，各深沟槽隔离物具有第二宽度Α，其中第一宽度C和第二宽度A之间的比 值范围大抵介于0. 3 0. 9。于另一实施例中，该钝角的斜边235与四边形结构250的斜边 255为相互平行。于一实施例中，四边形岛状物250与半导体基底为相同材质构成。于另一实施例 中，四边形岛状物250为电性接地。再者，本发明的实施例另提供一种高压半导体元件之间的深沟槽结构的制造方 法。首先，提供一半导体基底，并形成多条相交的深沟槽于该半导体基底中，以定义出多个 高压半导体元件区域，其中一多边形岛状物形成于两条深沟槽的交截中心处。接着，填入隔 离材料于这些深沟槽并将其回刻蚀，以形成一深沟槽隔离物。于一实施例中，填入的隔离材 料包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他绝缘材料。该两条相交的深沟槽具有钝角的斜边，及 该钝角的斜边与该多边形结构的斜边之间距离为第一宽度，各深沟槽具有第二宽度，其中 该第一宽度和该第二宽度之间的比值范围大抵介于0. 3 0. 9。有鉴于此，于上述实施例中，高压半导体元件之间的深沟槽结构通过设置岛状物 设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处，使钝角的斜边与岛状结构的斜边间的距离小于深 沟槽的宽度，避免在沉积隔离材料于深沟槽中时留下孔隙，以有效地提升工艺裕度。再者， 两条相交的深沟槽具有钝角的斜边，可有效地降低高压半导体元件区域的机械性与电性应 力。再者，通过将岛状物电性接地，可提升高压半导体元件的电性效能。本发明虽以各种实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的 保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
一种高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述的深沟槽结构包括一半导体基底；一多条相交的深沟槽隔离物设置于所述半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域；以及一岛状物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处；其中所述两条相交的深沟槽隔离物具有钝角的斜边。
2.如权利要求1所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述岛状物 包括一八边形结构或一四边形结构。
3.如权利要求1所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述钝角的 斜边与所述岛状物的一斜边为相互平行。
4.如权利要求1所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述岛状物 为电性接地。
5.一种高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述的深沟槽结构包括一半导体基底；一多条相交的深沟槽隔离物设置于所述半导体基底中，定义出多个高压半导体元件;以及一多边形岛状物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处；其中所述两条相交的深沟槽隔离物具有钝角的斜边；其中所述钝角的斜边与所述多边形结构的斜边之间距离为第一宽度，各深沟槽隔离物 具有第二宽度，其中所述第一宽度和所述第二宽度之间的比值范围介于0. 3 0. 9。
6.如权利要求5所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述多边形 岛状物包括一八边形结构或一四边形结构。
7.如权利要求5所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述钝角的 斜边与所述多边形岛状物的所述斜边为相互平行。
8.如权利要求5所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构，其特征在于，所述多边形 岛状物为电性接地。
9.一种高压半导体元件之间的深沟槽结构的制造方法，其特征在于，所述的制造方法 包括提供一半导体基底；形成多条相交的深沟槽于所述半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域，其中 一多边形岛状物形成于两条深沟槽的交截中心处；以及填入隔离材料于所述多条深沟槽并将其回刻蚀，以形成一深沟槽隔离物；其中所述两条相交的深沟槽具有钝角的斜边；其中所述钝角的斜边与所述多边形结构的斜边之间距离为第一宽度，各深沟槽具有第 二宽度，其中所述第一宽度和所述第二宽度之间的比值范围介于0. 3 0. 9。
10.如权利要求9所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构的制造方法，其特征在于， 所述多边形岛状物包括一八边形结构或一四边形结构。
11.如权利要求9所述的高压半导体元件之间的深沟槽结构的制造方法，其特征在于， 所述深沟槽隔离物包括多晶硅、氧化硅、氮化硅或其他绝缘材料。
全文摘要
本发明提供一种高压半导体元件之间的深沟槽结构及其制造方法，所述的深沟槽结构包括一半导体基底，多条相交的深沟槽隔离物设置于该半导体基底中，定义出多个高压半导体元件区域，以及一岛状物设置于两条深沟槽隔离物的交截中心处，其中该两条相交的深沟槽隔离物具有钝角的斜边。本发明实施例使钝角的斜边与岛状结构的斜边间的距离小于深沟槽的宽度，避免在沉积隔离材料于深沟槽中时留下孔隙，有效地提升了工艺裕度；两条相交的深沟槽具有钝角的斜边，可有效地降低高压半导体元件区域的机械性与电性应力；通过将岛状物电性接地，可提升高压半导体元件的电性效能。
文档编号H01L21/762GK101958319SQ20091015915
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者张玉龙, 林明正, 浦士杰, 罗文勋 申请人:世界先进积体电路股份有限公司