[發明專利]半導體器件及增大半導體器件的有源區的方法

有效

• 申請號: 201210120683.5
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102751328A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 羅希特·迪克西特;M·L·萊因海默;邁克爾·D.·格林哈根;約瑟夫·A.·葉季納科;T·彼得森;里圖·蘇迪希;丹·金策;克里斯托弗·L.·雷克塞爾;弗雷德·塞西諾
• 申請（專利權）人: 快捷半導體（蘇州）有限公司;快捷半導體公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

技術領域

除其它內容之外，示例涉及金屬氧化物半導體場效應晶體管(MODFET)及其制造方法。更具體地說，示例包括多層功率MOSFET。

背景技術

很多分立金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件的布局包括管芯中的柵焊墊(pad)，柵焊墊的尺寸足夠大以容納接合線或其它連接物。因為這種尺寸要求，因此柵焊墊可能占據較小的管芯的大部分(例如，50％等)。此外，因為在很多示例中在柵焊墊下方沒有有源區，因此所需的柵焊墊尺寸會限制半導體器件中的有源區。

圖1大體示出了半導體器件100的包括源接觸區102、柵電介質103、柵總線104、柵結構105、第二電介質106和襯底113的部分的示例。在某些示例中，柵結構105可以包括柵焊墊、柵道、或者一個或多個其它柵接觸區或柵總線結構，并且可以被規定尺寸以提供適當的接合區。

在該示例中，源接觸區102通過間隙107與柵結構105隔離，該間隙107被配置為在柵結構105與源接觸區102之間維持最小的距離并且提供適當的隔離，并且源接觸區102通過第二電介質106與柵總線104隔離。在各個示例中，具體的半導體器件的無源區可以根據用于制造和操作器件的處理參數和設計參數而改變。在圖1的示例中，源接觸區102的邊緣粗略地界定了在柵總線104的下方的無源區111，柵總線104限制半導體器件100的有源區108。通常，諸如功率FET器件之類的器件的無源區是不能用于創建用以傳導電流的功能通道的區域。

在一個示例中，管芯的有源區108可以包括形成有源溝槽(trench)陣列的一個或多個溝槽。在某些示例中，放置在有源溝槽陣列中的一個或多個柵電極可以形成半導體器件100的源區的一部分，該部分可以與柵結構105橫向偏離。在某些示例中，與半導體器件100的工作頂面基本上相對的襯底113的底面可以包括半導體器件100的漏區。在某些示例中，柵結構105下方的無源區111可以具有大于約55um的寬度。

發明內容

除其它內容之外，本文討論了一種半導體器件，其包括連接到源區的第一金屬層和連接到柵結構的第二金屬層，其中，第一金屬層和第二金屬層的至少一部分重疊以在不增大器件尺寸的情況下給器件提供額外的有源區。在某些示例中，金屬間電介質可以在第一金屬層和第二金屬層的重疊部分之間提供電隔離。在某些示例中，包括柵道和用于外部連接的焊墊的柵結構可以包括覆蓋半導體器件的有源區(例如，功率MOSFET器件的有源源區)的金屬部分。在某些示例中，形成源接合焊墊的第二金屬層可以延伸到器件的末端以提供改進的熱量傳遞和電流容量。在某些示例中，將多晶硅柵道或隔離的多晶硅焊墊電連接到金屬柵接合焊墊的配合通孔也可以改進金屬柵接合焊墊與器件的粘合。

本文還討論了一種增大半導體器件的有源區的方法，所述半導體器件包括與柵結構至少部分地橫向偏離的源區，所述方法包括：提供連接到所述源區的第一金屬層；以及提供至少部分地與所述第一金屬層縱向重疊的第二金屬層，所述第二金屬層連接到所述柵結構。

該部分旨在提供對本專利申請的主題的概括，并非旨在提供對本發明的排他性或窮盡性解釋。包含具體實施方式是為了提供與本專利申請有關的其它信息。

附圖說明

在附圖(其不一定按比例繪制)中，相似的數字可以描述不同的視圖中的類似部件。具有不同字母后綴的相似數字可以表示類似部件的不同例子。附圖以舉例而非限制的方式大體示出了本文中討論的各個實施例。

圖1大體示出了柵道結構的示例。

圖2大體示出了根據本主題的半導體器件的一部分(例如，功率晶體管)的示例。

圖3大體示出了制造半導體結構的部分(例如，圖2和圖3的示例中所示的部分)的方法的示例。

圖4A至圖4G大體示出了制造半導體結構的一部分的方法的示例。

圖5A大體示出了半導體器件的示例的頂視圖。

圖5B大體示出了具有使用配合通孔連接到第二金屬層柵焊墊的挖有溝槽的柵道的半導體器件的示例的橫截面圖。

圖6至圖7大體示出了分段的第二金屬層柵道結構的示例。

圖8大體示出了包括掩埋第一金屬柵道配置的柵道結構的示例。

具體實施方式