[發(fā)明專利]帶有功率器件的單片集成的半導(dǎo)體裝置和用于制造單片集成的半導(dǎo)體裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680021300.1
• 申請(qǐng)日: 2006-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN101199059A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·海克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L27/06;H01L21/336;H02H9/04;G01R31/26
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 侯鳴慧

現(xiàn)有技術(shù)

本發(fā)明涉及根據(jù)并列權(quán)利要求所述類型的單片集成的半導(dǎo)體裝置和方法。

由德國公開文獻(xiàn)DE?43?34?856?A1公開了一種用于檢驗(yàn)功率器件的柵極氧化物的裝置，其中雖然存在帶有功率器件的單片集成的電路，然而柵極氧化物品質(zhì)的檢驗(yàn)可能要借助過高的柵極檢驗(yàn)電壓。為此，考慮在功率器件的柵極氧化物和該集成電路之間設(shè)置一個(gè)由一個(gè)第一測量焊盤、一個(gè)電阻和一個(gè)第二測量焊盤組成的串聯(lián)電路。

在帶有單片集成的功率器件的半導(dǎo)體裝置中，一些端子例如MOS功率晶體管的柵極端子可能被斷開或者失去控制(浮柵狀態(tài))。在這種情況下可能會(huì)出現(xiàn)，該功率器件進(jìn)入其最大功率狀態(tài)，特別是當(dāng)源漏電壓處于一個(gè)閾值之上時(shí)。由此出現(xiàn)功率器件以及整個(gè)半導(dǎo)體裝置的故障，特別是當(dāng)該功率器件和包含該功率器件的半導(dǎo)體裝置設(shè)置在機(jī)動(dòng)車尤其是汽車的關(guān)乎安全的組件中時(shí)，這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的問題和后果。然而同時(shí)要保證，可能斷開的端子在其工作可靠性方面是可檢驗(yàn)的，尤其是可檢驗(yàn)在柵極端子或者與柵極端子相連接的柵極氧化物的情況下是否有足夠的品質(zhì)、即對(duì)于功率器件的整個(gè)壽命的足夠的耐壓強(qiáng)度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

與此相比，按照本發(fā)明的、具有并列的權(quán)利要求的特征的單片集成的半導(dǎo)體裝置或者用于制造單片集成的半導(dǎo)體裝置的方法具有下列優(yōu)點(diǎn)，即，以簡單的方式不僅實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體裝置的一個(gè)第一區(qū)域的可檢驗(yàn)性，而且仍然可保證該功率器件的第一端子以可靠的方式具有不會(huì)導(dǎo)致該器件損壞或者導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車的其它部件損壞的電勢。在柵極端子例如可由脫焊引起斷開的情況下，或者在功率器件尤其是MOS-FET晶體管的柵極端子失去控制的情況下，這種功率器件可能進(jìn)入最大功率狀態(tài)。為避免該情況的一個(gè)解決方案是在柵極端子和MOS-FET晶體管的源極端子之間設(shè)置一個(gè)電阻。在當(dāng)制造半導(dǎo)體裝置時(shí)就已經(jīng)被引入的這種電阻中，不可能實(shí)現(xiàn)以一種可靠的方式檢驗(yàn)MOS-FET晶體管的柵極氧化物或者設(shè)置在柵極端子上的電介質(zhì)，因?yàn)闁艠O氧化物的缺陷不再能夠被可靠地檢測，其原因是通過該電阻會(huì)流過過大的電流，使得小的、流過電介質(zhì)層并且在檢驗(yàn)柵極氧化物時(shí)待檢測的電流會(huì)被覆蓋。對(duì)于技術(shù)人員來說，這會(huì)是非常令人驚奇的：用簡單的方式由此來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)，即雖然在功率器件的第一端子和第二區(qū)域之間設(shè)置有電阻元件形式的電阻結(jié)構(gòu)，然而其中這種電阻元件起初還不發(fā)揮功能，而是緊接著穿過第一區(qū)域地與第二區(qū)域相連接。按照本發(fā)明，這優(yōu)選通過第一區(qū)域的第一和第二部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，其中該第一區(qū)域在其第二部分區(qū)域中被退化(degeneriert)。按照本發(fā)明這有利地通過施加電壓脈沖來實(shí)現(xiàn)。在第一區(qū)域的第二部分區(qū)域中、即在電介質(zhì)層內(nèi)部，在此產(chǎn)生一個(gè)低歐姆的部分區(qū)域，該部分區(qū)域使該電阻元件工作。

這種特性可以借助單片集成的電阻元件來實(shí)現(xiàn)，該電阻元件設(shè)置在第一端子和第二區(qū)域之間，并且其中在該電阻元件和該第二區(qū)域之間在第一區(qū)域的第二部分區(qū)域中設(shè)置有一個(gè)穿過第一區(qū)域的相對(duì)低歐姆的電連接。有利的是，一個(gè)這樣相對(duì)低歐姆的電連接，可以即使在該半導(dǎo)體裝置或者功率器件實(shí)際被制造之后以簡單的方式、尤其是借助過壓脈沖來產(chǎn)生。此外，有利的是，一方面在第一區(qū)域的第一部分區(qū)域中設(shè)置第一端子并且另一方面在第一區(qū)域的第一部分區(qū)域中設(shè)置一個(gè)溝道區(qū)，這樣可以以簡單的方式有利地使MOS-FET-功率晶體管用作功率器件。此外，有利的是，緊鄰著第二部分區(qū)域設(shè)置有一個(gè)接觸面例如測量焊盤，用于另外的端子。由此，過壓脈沖或者過壓沖擊可以借助簡單的方式來產(chǎn)生，這樣，一方面只需要為過壓脈沖的產(chǎn)生投入相對(duì)小的費(fèi)用，并且另一方面保證了半導(dǎo)體裝置的其余區(qū)域的有效的保護(hù)。此外，還有利的是，該功率器件是MOS-功率晶體管、尤其是垂直的MOS功率晶體管。因此，一種花費(fèi)特別低的可能性是，基于存在的制造工藝來進(jìn)行構(gòu)造，以制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。此外，有利的是，第一端子相應(yīng)于功率器件的柵極端子而且第二端子相應(yīng)于源極端子。此外，還有利的是，所述第一區(qū)域是半導(dǎo)體氧化物層特別是氧化硅層。由此，可以借助設(shè)立的工藝技術(shù)以特別可靠和低花費(fèi)的方式制造由電介質(zhì)構(gòu)成的層，使得本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置滿足對(duì)于所設(shè)計(jì)的使用目的(尤其是在汽車領(lǐng)域)的使用壽命的需要。

本發(fā)明的另一個(gè)主題是用于制造本發(fā)明的單片集成的半導(dǎo)體裝置的方法，其中，首先該半導(dǎo)體裝置基本上完全地被制造，特別是功率器件基本上完全被制造，其中在第二步中這樣產(chǎn)生第一區(qū)域的第二部分區(qū)域，使得該第二部分區(qū)域變成低歐姆的。可選地，這也是可能的：在第一步和第二步之間這樣地設(shè)計(jì)第一區(qū)域的檢驗(yàn)，使得其第一區(qū)域沒有達(dá)到所要求的規(guī)格的半導(dǎo)體裝置被分揀出。

附圖