[發明專利]包括溝槽的半導體器件和制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201310620898.8
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103855217B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: M.科托羅格亞;H-P.費爾斯爾;Y.加夫利納;F.J.桑托斯羅德里古斯;H-J.舒爾策;G.賽貝特;A.R.施特格納;W.瓦格納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 馬紅梅,馬永利

技術領域

本發明涉及包括溝槽的半導體器件和制造半導體器件的方法。

背景技術

半導體器件（諸如場效應晶體管（FET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT））普遍地用在較寬范圍的應用（例如汽車和工業）中。當由這些半導體器件切換負載時，電氣特性中的不期望振蕩（諸如IGBT的集電極-發射極電壓的振蕩）可能出現。期望提供允許減小或抑制負載切換期間的振蕩的半導體器件。另外，期望提供用于制造該半導體器件的方法。

發明內容

根據半導體器件的實施例，所述半導體器件包括第一晶體管單元，所述第一晶體管單元在第一溝槽中包括第一柵電極。所述半導體器件進一步包括第二晶體管單元，所述第二晶體管單元在第二溝槽中包括第二柵電極。第一和第二柵電極被電連接。所述半導體器件進一步包括第一和第二溝槽之間的第三溝槽。第三溝槽從半導體主體的第一側比第一和第二溝槽更深地延伸到半導體主體中。所述半導體器件進一步包括第三溝槽中的覆蓋第三溝槽的底側和壁的電介質。

根據制造半導體器件的方法的實施例，所述方法包括形成在第一溝槽中包括第一柵電極的第一晶體管單元。所述方法進一步包括形成在第二溝槽中包括第二柵電極的第二晶體管單元。所述方法進一步包括電連接第一和第二柵電極。所述方法進一步包括在第一和第二溝槽之間形成第三溝槽，其中第三溝槽從半導體主體的第一側比第一和第二溝槽更深地延伸到半導體主體中。所述方法進一步包括在第三溝槽中形成覆蓋第三溝槽的底側和側壁的電介質。

在閱讀下面的描述并查看附圖后，本領域技術人員將認識到附加的特征和優點。

附圖說明

附圖被包括以提供對本發明的進一步理解，并且附圖被合并到本說明書中以及構成本說明書的一部分。附圖圖示了本發明的實施例，并且連同描述，將容易意識到預期的優點，因為通過參考下面的詳細描述，預期的優點變得更好理解。附圖的元件不必相對于彼此按比例繪制。相似的附圖標記指定對應的類似部分。

圖1A到1G圖示了包括柵極溝槽晶體管單元和處于晶體管單元中的兩個之間的第三溝槽的半導體器件的實施例的橫截面視圖。

圖2A圖示了在圖1A到1E中的任一個中圖示的第三溝槽和鄰接第三溝槽的底側的摻雜區的橫截面視圖。

圖2B圖示了在圖1A到1E中的任一個中圖示的第一溝槽和鄰接第一溝槽的底側的摻雜區的橫截面視圖。

圖3圖示了包括溝槽柵極晶體管單元和處于溝槽柵極晶體管的兩個晶體管單元之間的第三到第五溝槽的半導體器件的一個實施例的橫截面視圖。

圖4圖示了包括具有柵極溝槽晶體管單元和處于柵極溝槽晶體管單元中的兩個之間的第三溝槽的半導體器件的集成電路的一個實施例。

圖5A圖示了包括包圍每一個溝槽柵極晶體管單元的連續第三溝槽的柵極溝槽晶體管單元場的布局上的頂視圖。

圖5B圖示了包括包圍每一個溝槽柵極晶體管單元的溝槽段的柵極溝槽晶體管單元場的布局上的頂視圖。

圖6圖示了制造包括溝槽柵極晶體管單元和處于溝槽柵極晶體管單元中的兩個之間的第三溝槽的半導體器件的工藝流程的一個實施例。

圖7A到7D圖示了在制造包括溝槽柵極晶體管單元和處于晶體管單元中的兩個之間的第三溝槽的半導體器件期間處于不同狀態的半導體主體的橫截面視圖。

圖8是圖示在不同切換條件下集電極-發射極電壓和柵極溝槽的底側處的電場強度的仿真結果的曲線圖。

具體實施方式

在下面的詳細描述中，參考形成該詳細描述的一部分并且在其中通過圖示的方式示出了可實踐本發明的具體實施例的附圖。應當理解的是，在不脫離本發明范圍的情況下，可以利用其它實施例，并且可以做出結構或邏輯的改變。例如，針對一個實施例圖示或描述的特征可以用在其它實施例上或與其它實施例結合使用以產生又一實施例。意圖是，本發明包括這樣的修改和變形。使用具體的語言來描述示例，該語言不應當被理解為限制所附權利要求的范圍。附圖不是按比例繪制的并且僅為了圖示的目的。為了清楚，在不同的附圖中，對應的元件已由相同的附圖標記指定，除非另外聲明。

術語“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是開放的，并且這些術語指示所聲明的結構、元件或特征的存在但不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個”和“該”意圖包括復數以及單數，除非上下文另外清楚地指示。

另外，還使用諸如“第一”、“第二”等的術語來描述各種元件、區、區段等，并且這些術語也不意圖進行限制。貫穿該描述，相似的術語指代相似的元件。