[發(fā)明專利]具有電壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210220378.3
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102856208A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H-J.舒爾策;H.韋伯
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曲寶壯;盧江

1.一種制造電壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的方法,包含：

在摻雜有具有小于50%的擴(kuò)散常數(shù)差異的n型摻雜劑原子和p型摻雜劑原子的外延半導(dǎo)體材料中蝕刻溝槽；

沿著溝槽的一個或更多側(cè)壁設(shè)置第一半導(dǎo)體或絕緣材料，該第一半導(dǎo)體或絕緣材料對于n型摻雜劑原子比p型摻雜劑原子至少具有2倍不同的摻雜劑擴(kuò)散常數(shù)；

沿著該第一半導(dǎo)體或絕緣材料在溝槽中設(shè)置第二半導(dǎo)體材料，該第二半導(dǎo)體材料具有與第一半導(dǎo)體或絕緣材料不同的摻雜劑擴(kuò)散常數(shù)；以及

通過第一半導(dǎo)體或絕緣材料從外延半導(dǎo)體材料向第二半導(dǎo)體材料中比另一類型的摻雜劑原子擴(kuò)散更多的n型摻雜劑原子或p型摻雜劑原子，使得在第二半導(dǎo)體材料和外延半導(dǎo)體材料之間出現(xiàn)橫向電荷分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在平行于外延半導(dǎo)體材料的主表面延伸的橫向方向，外延半導(dǎo)體材料被均勻地?fù)诫s以n型摻雜劑原子和p型摻雜劑原子，使得外延半導(dǎo)體材料在橫向方向具有小于3％的摻雜劑變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在垂直于外延半導(dǎo)體材料的主表面延伸的垂直方向，外延半導(dǎo)體材料被不均勻地?fù)诫s，使得在垂直方向外延半導(dǎo)體材料的摻雜劑變化大于1％且小于50％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中外延半導(dǎo)體材料通過以下步驟形成：

向外延層的疊層毯式注入n型摻雜劑原子和p型摻雜劑原子，使得外延層的疊層具有交替導(dǎo)電類型的垂直偏移區(qū)域；以及

在外延層的疊層中擴(kuò)散毯式注入的摻雜劑原子以形成在平行于外延半導(dǎo)體材料的主表面延伸的橫向方向均勻摻雜的外延半導(dǎo)體材料，使得外延半導(dǎo)體材料在橫向方向具有小于3％的摻雜劑變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中疊層的一個或更多外延層比其它外延層更重地?fù)诫s。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中p型和n型摻雜劑原子的注入劑量至少在一些外延層中差異小于3％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沿著溝槽的一個或更多側(cè)壁設(shè)置第一半導(dǎo)體或絕緣材料包含在一個或更多溝槽側(cè)壁上外延生長SiGe或SiGeC。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在溝槽中設(shè)置第二半導(dǎo)體材料包含在溝槽中外延生長未摻雜的Si。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中溝槽被蝕刻，使得側(cè)壁是有錐度的。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中外延半導(dǎo)體材料設(shè)置在摻雜基底上且溝槽蝕刻在到達(dá)摻雜基底之前停止。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含從溝槽的底部去除第一半導(dǎo)體或絕緣材料。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含使用電介質(zhì)材料部分填充溝槽。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一半導(dǎo)體或絕緣材料包含交替的SiGe和Si的多層。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一半導(dǎo)體或絕緣材料是SiGe且SiGe的Ge含量從側(cè)壁向內(nèi)延伸地增加、達(dá)到峰值且然后減小。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中n型摻雜劑原子是磷原子且p型摻雜劑原子是硼原子。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含在一個或更多溝槽側(cè)壁以及摻雜的第二半導(dǎo)體材料之間在溝槽中設(shè)置絕緣滲透層。

17.一種電壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，包含：

沿著在摻雜外延半導(dǎo)體材料中形成的溝槽的一個或更多側(cè)壁設(shè)置的第一半導(dǎo)體或絕緣材料，該第一半導(dǎo)體或絕緣材料對于n型摻雜劑原子比p型摻雜劑原子至少具有2倍不同的摻雜劑擴(kuò)散常數(shù)；

摻雜的第二半導(dǎo)體材料，其設(shè)置在溝槽中使得第一半導(dǎo)體或絕緣材料夾置在摻雜的第二半導(dǎo)體材料和摻雜的外延半導(dǎo)體材料之間，該摻雜的第二半導(dǎo)體材料具有與第一半導(dǎo)體或絕緣材料不同的摻雜劑擴(kuò)散常數(shù)，使得在摻雜的第二半導(dǎo)體材料和摻雜的外延半導(dǎo)體材料之間出現(xiàn)橫向電荷分離。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中第一半導(dǎo)體或絕緣材料包含SiGe或SiGeC。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中第一半導(dǎo)體或絕緣材料包含SiGe，且具有大于170nm且小于380nm的厚度。