[發明專利]功率半導體器件和形成功率半導體器件的方法

在審

• 申請號: 202010052976.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111463130A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: E.格里布爾;M.貝寧格-比納;M.戴內澤;I.迪恩施托費爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技德累斯頓公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/331;H01L29/08;H01L29/739;H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉茜璐;申屠偉進

1.一種形成功率半導體器件（1）的方法，包括：

-提供具有表面（100）的半導體本體（10）；

-提供控制電極（141），其至少部分地布置在所述半導體本體（10）上或內部，并且被配置為控制所述半導體本體（10）中的負載電流；

-在與所述控制電極（141）鄰近的所述半導體本體（10）中形成第一導電類型的多個升高的源極區（104），其中形成所述升高的源極區（104）至少包括以下步驟：

將第一導電類型的摻雜劑注入到半導體本體（10）中；

在半導體本體表面（100）上形成凹陷掩模層（2），其中凹陷掩模層（2）至少覆蓋預期源極區的區域（104-1）；

通過第一蝕刻工藝去除未被凹陷掩模層（2）所覆蓋的半導體本體（10）的部分，以形成升高的源極區（104）和與升高的源極區（104）鄰近的凹陷的本體區（1021），其中凹陷的本體區（1021）至少部分地布置在升高的源極區（104）之間；

-在半導體本體表面（100）上形成電介質層（18）；

-在所述電介質層（18）上形成接觸孔掩模層；

-通過第二蝕刻工藝去除未被所述接觸孔掩模層所覆蓋的所述電介質層（18）的部分，以形成接觸孔（185）；以及

-用導電材料（111）至少部分地填充所述接觸孔（185），以便建立與所述升高的源極區（104）的至少一部分和所述凹陷的本體區（1021）的至少一部分的電接觸。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述第一導電類型的摻雜劑注入到所述半導體本體（10）中包括使用注入掩模層（4）的掩模注入步驟，所述注入掩模層（4）具有多個分離的開口，其至少包括所述預期源極區的區域（104-1）。

3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其進一步包括在所述第一蝕刻工藝之后執行的溫度退火步驟。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，在蝕刻工藝期間，未被所述凹陷掩模層（2）覆蓋的所述半導體本體（10）的部分被向下蝕刻掉至蝕刻深度，所述蝕刻深度小于所述溫度退火步驟之后的所述升高的源極區（104）的最終豎直延伸。

5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在蝕刻工藝期間，未被所述凹陷掩模層（2）所覆蓋的所述半導體本體（10）的部分至少被向下蝕刻掉至與所述第一導電類型的摻雜劑的注入的投影范圍對應的蝕刻深度。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，還包括通過與所述第一導電類型互補的第二導電類型的摻雜劑的第一注入來在所述半導體本體（10）中形成本體區（102），其中所述凹陷的本體區（1021）包括在所述本體區（102）中。

7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括在所述第一蝕刻工藝之后，將所述第二導電類型的摻雜劑第二注入到所述凹陷的本體區（1021）的至少一部分中。

8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，還包括形成至少兩個溝槽（14，15），所述溝槽（14，15）從所述表面（100）沿著豎直方向（Z）延伸到所述半導體本體（10）中，其中所述溝槽（14，15）中的兩個鄰近溝槽的彼此面對的兩個溝槽側壁（144，154）沿著第一橫向方向（X）橫向地限定所述半導體本體（10）的臺面區（105）；并且

其中，所述升高的源極區（104）和所述凹陷的本體區（1021）形成在所述臺面區（105）內部。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，在所述半導體本體表面（100）上的俯視圖中，所述預期源極區的所述區域（104-1）沿著所述溝槽（14、15）中的至少一個分布，并且沿著相應溝槽（14、15）的主橫向延伸方向（Y）彼此間隔開。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，在所述俯視圖中，所述預期源極區的所述區域（104-1）包括多個源極條和/或源極島。