[發明專利]納米管半導體器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201010205244.5
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101924137A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 哈姆扎·依瑪茲;王曉彬;安荷·叭剌;陳軍;常虹
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/36;H01L29/06;H01L27/04;H01L21/336;H01L21/82
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

1.一種半導體器件，其特征在于，該半導體器件包含：

一個第一導電類型的第一半導體層，其包含若干個形成在第一半導體層的頂面中的溝道，這些溝道在第一半導體層中形成臺面結構；

一個第二導電類型的第二半導體層，其位于第一半導體層的底面上；

一個形成在溝道側壁上的第一導電類型的第一外延層，第一外延層至少覆蓋第一半導體層中臺面結構的側壁；

一個形成在第一外延層上的第二導電類型的第二外延層，該第二外延層電連接到第二半導體層上；

一個形成在溝道中的第一介質層，其緊鄰第二外延層，所述的第一介質層至少填充部分溝道；

一個形成在第一介質層上方的至少一個第一溝道的側壁上的柵極介質層；

一個形成在第一介質層上方以及緊鄰所述的柵極介質層的第一溝道中的柵極導電層，

其中，第一外延層和第二外延層沿溝道的側壁構成平行摻雜區，第一外延層和第二外延層各自具有均勻一致的摻雜濃度，第二外延層具有第一厚度和第一摻雜濃度，第一外延層和第一半導體層的臺面結構均具有第二厚度和第二平均摻雜濃度，第一和第二厚度以及第一摻雜濃度和第二平均摻雜濃度達成電荷平衡。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述的第二半導體層是由一個極其重摻雜的半導體層或重摻雜的半導體層構成的，所述的第一半導體層為第一導電類型的輕摻雜外延層。

3.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述的第一半導體層是由一個第一導電類型的輕摻雜半導體襯底構成的，第二半導體層作為植入層或外延層，在對第一半導體層進行背部研磨之后，形成在第一半導體層的底面上。

4.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，該半導體器件還包含：

一個第一導電類型的本體區，其形成在第一半導體層的至少一個第一臺面結構的頂部，該本體區延伸到第一溝道中的柵極導電層底部邊緣附近的深度；以及

形成在緊鄰第一溝道的側壁的本體區中的一個第二導電類型的重摻雜源極區，該源極區從第一半導體層的上方，延伸到柵極導電層頂部邊緣附近的深度；以及

在其中形成的一個垂直溝道金屬氧化硅場效應管，所述的第二半導體層作為垂直溝道金屬氧化硅場效應管的漏極區，第二外延層作為漏極漂流區，柵極導電層作為柵極電極。

5.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中第二外延層的厚度約為100nm，第一外延層的厚度約為250nm。

6.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中第一外延層的摻雜濃度比第一半導體層更大。

7.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中第二外延層的第一厚度和第一摻雜濃度的乘積，大致等于第一外延層和第一半導體層的臺面結構的第二厚度和第二平均摻雜濃度乘積的一半。

8.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中第一導電類型是由N-型電導型構成，第二導電類型是由P-型電導型構成。

9.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中第一導電類型是由P-型電導型構成，第二導電類型是由N-型電導型構成。

10.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，其中對溝道的底部區域反向摻雜，使得第二外延層同第二半導體層在溝道底部區域電連接。

11.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，該半導體器件還包含：

形成在第一半導體層的至少一個第一個臺面結構頂部的一個第一導電類型的本體區，該本體區延伸到第一溝道中的柵極導電層底部邊緣附近的深度；

形成在緊鄰第一溝道的側壁的本體區中的一個第二導電類型的重摻雜源極區，該源極區延伸到柵極導電層頂部邊緣附近的深度；

一個源極電極電接觸源極區和本體區；

在第二半導體層的底面上的一個第一導電類型的第三半導體層，第三半導體層形成一個內部發射極區；以及

一個電連接到第三半導體層的集電極，

其中形成的一個絕緣柵雙極晶體管，第二半導體層作為該絕緣柵雙極晶體管的緩沖或場欄區，本體區作為內部集電極區，源極電極作為發射極電極，柵極導電層作為柵極電極。