[發明專利]半導體器件和制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201310635904.7
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103855222B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: A.邁澤;T.施勒澤
• 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;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 王岳,徐紅燕

技術領域

本說明書涉及半導體器件和制造半導體器件的方法。

背景技術

通常在汽車和工業電子系統中采用的MOS功率晶體管或DMOS功率器件在被接通時應當具有低接通電阻（R_on）。在關斷狀態中，它們應當具有高擊穿電壓特性并且耐受高源極-漏極電壓。例如，當被關斷時，MOS功率晶體管應當耐受數十到數百伏特的漏極到源極電壓V_ds。作為進一步的示例，在低電壓降V_ds時MOS功率晶體管傳導可以在大約2到20V的柵極-源極電壓下多達數百安培的非常大的電流。

根據通常采用的技術，使用橫向MOS晶體管，其包括漏極延伸區或基于所謂的降低表面電場（resurf）概念。根據降低表面電場概念，在斷開狀態中，通過設置在漂移區下面的摻雜部分去除電荷。可替代地，這個摻雜部分可以實施為設置在漂移區上并且與漂移區絕緣的電極。為了進一步減少Rds_on和寄生電容，正在探索用于實施晶體管的新概念。

發明內容

根據實施例，半導體器件包括晶體管，晶體管形成在具有第一主表面的半導體襯底中。晶體管包括源極區、漏極區、溝道區、漂移區段以及鄰近溝道區的柵極電極，柵極電極配置為控制形成在溝道區中的溝道的傳導性。溝道區和漂移區段沿第一方向設置在源極區和漏極區之間，第一方向平行于第一主表面，并且溝道區具有沿第一方向延伸的突脊的形狀。漂移區段包括超級結層堆疊。

根據實施例，制造半導體器件的方法包括在具有第一主表面的半導體襯底中形成晶體管。形成晶體管包括形成源極區、漏極區、溝道區、漂移區段和鄰近溝道區的柵極電極，其中溝道區和漂移區段被形成為沿第一方向設置在源極區和漏極區之間，第一方向平行于第一主表面。形成溝道區包括形成沿第一方向延伸的突脊，并且形成漂移區段包括形成超級結層堆疊。

根據進一步的實施例，半導體器件包括形成在具有第一主表面的半導體襯底中的晶體管。晶體管包括源極區、漏極區、溝道區、漂移區段以及鄰近溝道區的柵極電極，柵極電極配置為控制形成在溝道區中的溝道的傳導性。溝道區和漂移區段沿第一方向設置在源極區和漏極區之間，第一方向平行于第一主表面。漂移區段包括超級結層堆疊，超級結層堆疊包括在堆疊方向上以交替方式堆疊的n摻雜和p摻雜層，堆疊方向相對于第一主表面垂直。源極區和漏極區中的至少一個延伸到一深度使得源極區或漏極區和半導體襯底之間的底邊界設置在層堆疊的n摻雜和p摻雜層之間的底分界面下面。

附圖說明

附圖被包括以提供對本發明的實施例的進一步的理解以及被合并到本說明書中并且組成本說明書的部分。附圖圖示了本發明的實施例并且與描述一起用于解釋原理。本發明的其它實施例和許多預期的優點將容易了解，因為通過參考后面的詳細描述它們變得更好理解。附圖的元件不一定相對于彼此按比例。相似的參考數字指定對應的類似部分。

圖1A示出了根據實施例的半導體器件的示例的橫截面圖；

圖1B示出了平行于半導體襯底的第一主表面取得的圖1A中示出的半導體器件的橫截面圖；

圖1C示出了根據實施例的沿與沿其取得圖1A的橫截面圖的方向垂直的方向取得的半導體器件的橫截面圖；

圖2A到2I示出了當執行制造方法的處理方法時半導體襯底的橫截面圖；

圖3示意地示出了根據實施例的圖示用于制造半導體器件的步驟的流程圖；和

圖4A和4B示出了根據進一步實施例的半導體器件的橫截面圖。

具體實施方式

在后面的詳細描述中參考附圖，附圖形成本詳細描述的部分并且在附圖中通過圖示的方式圖示了在其中可以實踐本發明的具體實施例。在這點上，參考被描述的附圖的定向使用方向術語諸如“頂”、“底”、“前”、“背”、“首”、“尾”等。因為本發明的實施例的部件可以多個不同的定向放置，所以方向術語用于圖示的目的并且決不限制。要理解的是在不脫離由權利要求限定的范圍的情況下，可以利用其它實施例并且可以作出結構或邏輯的改變。

實施例的描述不是限制的。尤其，在下文中描述的實施例的元件可以與不同實施例的元件相結合。