[實用新型]一種半導體器件

有效

• 申請號: 201320118046.4
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203481240U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: O.布蘭克;W.里格
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;李浩

技術領域

本實用新型涉及半導體器件制造領域，特別涉及一種半導體器件。?

背景技術

功率場效應晶體管（Power?MOSFETs）被廣泛的用作消費電子產品、?工業機器、汽車以及高速火車等中的電功率轉換的器件。通過結構上的改進，性能提高也逐年得到實現。與平面型器件相比，采用溝槽技術的功率場效應晶體管提供了每單位面積上具有顯著增長的溝道寬度。并且，采用溝槽技術的半導體器件提供了優異的開關特性，并且被用在要求快速開關的應用中。?

在公知的溝槽MOSFET情況下，仍需進一步提高Rds（on）x?A。?

已有的方案大致遵循圖4所示的總體結構。在圖4中提供采用n型MOSFET為示例的場板半導體器件。場板半導體器件可以是p型MOSFET。提供重摻雜（在本示例中為n+摻雜）的襯底以形成漏極區405。襯底可以包括但不限于硅。所述漏極區405電連接到半導體器件40的底部表面處的漏極金屬400。例如，通過外延生長在所述漏極區405上形成漂移區410（在本示例中為n摻雜）。?在所述漂移區410上方形成與所述漂移區410具有相同導電類型的源極區425（本示例中為n+型），并且該源極區通過接觸孔電連接到半導體器件40的頂部表面處的源金屬430。在所述源極區425和所述漂移區410之間形成與所述漂移區410具有互補導電類型的本體區420。所述源金屬430也與所述本體區電接觸。如果將合適的電壓施加到如下所述的柵極，則在所述本體區中形成器件的溝道。溝槽435延伸穿過所述區域425和420并且進入到所述漂移區410。兩個相鄰溝槽間的部分構成了臺面區。所述溝槽435中具有柵極區450。所述柵極區450電連接至柵極金屬。在器件導通狀態下向柵極金屬施加電壓信號，其以熟知的方式在所述區域420中引起溝道并在所述源極區425和漏極區410之間控制這個溝道中的電流流動。場板445設置在溝槽中并位于所述柵極區450的下方。所述場板445和所述柵極區450彼此以絕緣層446絕緣。所述柵極區450與圍繞的本體以柵氧化物451絕緣，并且場板445與圍繞的本體以柵氧化物440絕緣。所述層（一層或多層）例如可以由二氧化硅組成。?

為了使Rds(on)?x?A盡可能的低，最好是將溝槽間的臺面區寬度盡可能地最小化以允許對所述臺面區的較高的摻雜并且提高溝道密度。然而，事實上存在這樣的限制，即所述源極區和本體區必須實現為接觸。在自調整接觸的情況下，由于光刻步驟或者由于層厚度的變化，這樣的接觸需要一最小的空間并且受定位公差的影響。因此，臺面不能按照所需要的那樣縮小很多。?

另一個限制是場氧化物的厚度，其也同樣消耗很大一部分半導體本體材料，例如硅。溝槽晶體管的擊穿電壓由場氧化物厚度限定。考慮到發生在位于底部溝槽處的硅中的擊穿（釘扎在溝槽底部），擊穿電壓由溝槽底部的場氧化物的厚度限定。因此，在不減小擊穿電壓的情況下，溝槽側壁的場氧化物可以比溝槽底部的氧化物薄。因此，換言之，溝槽側壁的較厚的場氧化物比所必須的情形需消耗更多的硅，這將導致高的Rdson*A。?

實用新型內容

本實用新型致力于解決前述問題。本實用新型提供一種半導體器件,該器件包括:半導體本體;?所述半導體本體中的單元區域，其中所述單元區域包括至少一個溝槽場效應晶體管結構，所述結構包括：與半導體本體的第一表面鄰接的第一導電類型的漏極區；位于所述漏極區上的第一導電類型的漂移區；與半導體本體的第二表面鄰接的第一導電類型的源極區；形成在所述源極區與所述漂移區之間的具有與所述第一導電類型互補的第二導電類型的本體區;?縱向延伸穿過所述源極區與所述本體區并進入所述漂移區的溝槽,?其中形成所述溝槽使得所述源極區和所述本體區在橫向上比所述漂移區寬;形成在所述溝槽中的第一場板和其上的柵極區，其中所述第一場板和所述柵極區彼此以絕緣層絕緣,所述柵極區與圍繞的半導體本體以柵氧化物絕緣，并且所述第一場板與圍繞的半導體本體以柵氧化物絕緣，其中溝槽底部的場氧化物比溝槽側壁的場氧化物厚；?

位于所述半導體本體第二表面上的層間介電層；以及延伸穿過所述層間介電層中的接觸孔并且電連接到所述源極區和本體區的源極金屬化層。?

在一個實施例中，所述溝槽底部的最厚點的場氧化物比所述溝槽側壁的最薄點的場氧化物至少厚5%。?

在另一個實施例中，所述半導體器件進一步包括圍繞所述單元區域的邊緣區域，在所述邊緣區域中提供終止溝槽，其具有未凹陷入所述溝槽的第二場板。?

在另一個實施例中，所述源極區與本體區的寬度比下方的所述漂移區至少增大10%。?