[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件包括：晶圆，在所述晶圆上间隔设置有多个芯片，其中，每个所述芯片均包括间隔平行设置的多个条状沟槽，相邻所述芯片中的所述条状沟槽彼此相互垂直。本发明中的半导体器件结构使相邻芯片中的条状沟槽均保持相互垂直，由沟槽和栅极填充引起的晶圆翘曲相互抵消，从而改善整个晶圆的翘曲问题。同时，还可以保持常规的栅极层的沉积工艺，对工艺没有任何影响，实现简单。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insu1ated Gate Bipo1ar Transistor，简称IGBT)是一种常见的功率型器件，理想的IGBT具有高击穿电压、低导通压降、关断时间短、抗短路时间长等优点。IGBT是一种垂直结构器件，可分为平面(Planar)型结构和沟槽(Trench)型结构。

沟槽型(Trench)IGBT相比较平面型(planar)IGBT，在饱和导通压(Vcesat)下降和电流密度提高等方面优势明显。目前在600V～3300V IGBT产品中已变为主流设计。沟槽型IGBT在对器件的特性带来优势的同时，对工艺提出了更高的要求。由沟槽带来的晶圆翘曲一直是沟槽型IGBT的工艺加工的难点之一。

常规，沟槽型IGBT的沟槽呈现条状布局(layout)分布，设计简单且面积利用率较高，一直是较为主流的设计方案。但是，由于沟槽深度5微米～7微米，高宽比保持在5:1，栅极多晶硅填充在沟槽中，经后续工艺中的热过程影响，会导致填充在沟槽中的栅极多晶硅晶粒膨胀，引起和条状沟槽垂直方向的晶圆翘曲明显，从而影响后续工艺，更有甚者，会导致工艺无法进行等异常现象。目前业界内也曾尝试使用多种方法以改善晶圆翘曲的问题，例如使用菱形或者四方形沟槽布局设计，或者通过改善栅极多晶硅膜层的沉积温度，由于优化和控制填充在沟槽中的晶粒碰撞边形幅度，使晶圆翘曲得以改善。但是，该种方法，由于设备因素，栅极多晶硅膜层的沉积温度调整幅度有限，改善空间很小，并且，在沟槽密度增加的趋势下，起到的作用也越来越小。

因此，为了解决上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件及其制造方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种半导体器件，包括：

晶圆，在所述晶圆上间隔设置有多个芯片，其中，每个所述芯片均包括间隔平行设置的多个条状沟槽，相邻所述芯片中的所述条状沟槽彼此相互垂直。

进一步，所述芯片的俯视形状为正方形。

进一步，在所述晶圆上设置有中心芯片，在所述中心芯片的四条边的外侧设置有若干周边芯片，所述周边芯片中的所述条状沟槽与所述中心芯片中的所述条状沟槽彼此相互垂直。

进一步，所述芯片为沟槽型IGBT芯片。

进一步，在每个所述芯片的每个所述条状沟槽中均形成有栅极结构。

进一步，所述多个芯片成阵列状排布在所述晶圆上。

本发明还提供一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

提供晶圆；

在所述晶圆上形成间隔设置的多个芯片，其中，每个所述芯片均包括间隔平行设置的多个条状沟槽，相邻所述芯片中的所述条状沟槽彼此相互垂直。

进一步，形成每个所述芯片的所述条状沟槽时所使用的光罩下线制版时，将任一所述芯片四周紧邻的芯片旋转90度或270度，以使相邻芯片中的所述条状沟槽彼此相互垂直。