[發明專利]具有密封塞子的半導體槽結構及方法

有效

• 申請號: 200910140240.0
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101673737A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: G·M·格里瓦納;G·H·羅切爾特;小J·M·帕西;M·T·庫杜斯
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L21/762;H01L21/71
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

1.一種半導體設備，所述設備包括：

具有主表面的半導體材料區域；

自所述主表面延伸至所述半導體材料區域內的槽，其中所述槽具 有上側壁表面、下側壁表面、和下表面；

覆蓋在所述槽的下側壁表面和下表面上的電介質層；以及

自所述槽的上側壁表面延伸的單晶半導體塞子，其中所述單晶半 導體塞子至少部分密封所述槽，并且所述單晶半導體塞子不覆蓋在所 述電介質層的主表面上。

2.根據權利要求1所述的設備，其中所述單晶半導體塞子完全 密封所述槽以提供密封的芯。

3.根據權利要求1所述的設備，所述設備還包括覆蓋所述槽的 表面形成的至少兩個單晶半導體層，其中所述至少兩個單晶半導體層 插入在所述槽的表面與所述電介質層之間，并且其中所述單晶半導體 塞子自最外側單晶半導體層的表面延伸。

4.根據權利要求3所述的設備，其中所述至少兩個單晶半導體 層具有相反的導電類型以提供垂直的電荷補償結構。

5.根據權利要求4所述的設備，其中所述半導體材料區域和最 內側的單晶半導體層包括第一導電類型，并且其中最外側的單晶半導 體層包括與第一導電類型相反的第二導電類型，并且其中所述設備還 包括：

具有所述第二導電類型的主體區域，其在鄰近垂直電荷補償結構 的半導體材料區域內形成；

具有所述第一導電類型的源極區域，其在所述主體區域內形成； 以及

鄰近所述源極和主體區域形成的控制結構，其中所述源極區域插 入在所述控制結構和所述垂直電荷補償結構之間。

6.一種半導體設備，所述設備包括：

具有主表面的半導體區域；

自所述主表面延伸的在所述半導體區域內形成的槽；

覆蓋所述槽的表面形成的垂直電荷補償結構，其中所述垂直電荷 補償結構包括鄰接所述半導體區域的第一導電類型的第一半導體層； 以及鄰接所述第一導電類型的第一半導體層的與所述第一導電類型 相反的第二導電類型的第二半導體層；

電介質層，所述電介質層覆蓋所述第二半導體層的下側壁表面和 下表面形成，而保留所述第二半導體層的上側壁部分暴露；

單晶半導體塞子，所述單晶半導體塞子在所述槽的上面部分形成 并且自所述第二半導體層的上側壁部分延伸；

控制結構，所述控制結構在所述半導體區域內形成，與所述垂直 電荷補償結構橫向間隔開；

主體區域，所述主體區域鄰接并且介于所述控制結構和所述垂直 電荷補償結構之間，其中所述主體區域具有所述第二導電類型；以及

源極區域，所述源極區域覆蓋在一部分所述主體區域上并鄰接所 述控制結構。

7.根據權利要求6所述的設備，其中所述單晶半導體塞子包含 所述第二導電類型。

8.一種用于形成半導體設備的方法，所述方法包括下列步驟：

提供具有主表面的半導體材料區域；

形成自所述主表面延伸的槽；

覆蓋所述槽的表面形成第一電介質層；

覆蓋所述第一電介質層形成第二電介質層，其中所述第一和第二 電介質層包含不同的材料；

在使用所述第二電介質層作為掩模層的同時，沿所述槽的上面部 分去除部分所述第一電介質層以提供暴露的側壁部分；

去除所述第二電介質層；以及

形成自所述暴露的側壁部分延伸的半導體塞子。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述形成所述半導體塞子 的步驟包括選擇性地生長自所暴露的側壁部分延伸的外延單晶半導 體塞子的步驟。

10.根據權利要求8所述的方法，其中所述形成所述半導體塞子 的步驟包括形成導電類型與所述半導體材料區域的導電類型相反的 半導體塞子。