[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

形成功率半導體器件的方法包括提供半導體本體；提供布置在半導體本體上或內的控制電極；在鄰近控制電極的半導體本體中形成第一導電類型的多個升高源極區，形成升高源極區包括：將第一導電類型的摻雜劑注入半導體本體中；在半導體本體表面上形成凹陷掩模層；和通過第一蝕刻工藝去除未被凹陷掩模層覆蓋的半導體本體的部分以形成升高源極區和鄰近升高源極區的凹陷本體區，凹陷本體區布置在升高源極區之間。方法還包括在半導體本體表面上形成電介質層；在電介質層上形成接觸孔掩模層；通過第二蝕刻工藝去除未被接觸孔掩模層覆蓋的電介質層的部分以形成接觸孔；和用導電材料填充接觸孔以建立與至少部分升高源極區和至少部分凹陷本體區的電接觸。

技術領域

本說明書涉及形成功率半導體器件的方法的實施例和功率半導體器件的實施例。特別地，本說明書涉及功率半導體器件的升高的（elevated）源極區的形成工藝的方面以及對應的器件。

背景技術

現代設備在汽車、消費者和工業應用中的許多功能（諸如轉換電能和驅動電動機或電機）都依賴于功率半導體開關。例如，僅舉幾個例子，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）和二極管已經用于各種應用，包括但不限于功率轉換器和電源中的開關。

功率半導體器件通常包括半導體本體，該半導體本體被配置為沿著器件的兩個負載端子之間的負載電流路徑傳導負載電流。此外，在具有晶體管配置的功率半導體器件中，負載電流路徑可以通過有時被稱為柵電極的絕緣控制電極來控制。例如，在從例如驅動器單元接收到對應的控制信號時，控制電極可以通過選擇性地打開或關閉用于負載電流的傳導通道來將功率半導體器件設置在傳導狀態和阻斷狀態中的一個。傳導通道通常形成在與絕緣控制電極鄰近的本體區內，并且將由本體區分開的源極區與漂移區相連接。在一些情況下，柵電極可以被包括在功率半導體開關的溝槽內，其中溝槽可以呈現例如條狀配置或針狀配置。

通常期望確保功率半導體器件的高可靠性。例如，需要提供功率半導體晶體管關于閉鎖（latch-up）引起的破壞的一定的耐用性。例如，因此期望提供一種形成可靠的源極和/或本體接觸區的方法以及對應的功率半導體器件。

發明內容

根據一個實施例，一種形成功率半導體器件的方法包括：提供具有表面的半導體本體；提供控制電極，所述控制電極至少部分地布置在所述半導體本體上或所述半導體本體內部，并且被配置為控制所述半導體本體中的負載電流；在與控制電極鄰近的半導體本體中形成第一導電類型的多個升高的源極區，其中形成升高的源極區至少包括以下步驟：將第一導電類型的摻雜劑注入到半導體本體中；在半導體本體表面上形成凹陷掩模層，其中凹陷掩模層至少覆蓋預期的源極區的區域；以及通過第一蝕刻工藝去除未被凹陷掩模層所覆蓋的半導體本體的部分，以形成升高的源極區和與升高的源極區鄰近的凹陷的本體區，其中凹陷的本體區至少部分地布置在升高的源極區之間。該方法還包括：在半導體本體表面上形成電介質層；在所述電介質層上形成接觸孔掩膜層；通過第二刻蝕工藝去除未被接觸孔掩膜層所覆蓋的電介質層的部分，以便形成接觸孔；以及用導電材料至少部分地填充接觸孔，以便建立與升高的源極區的至少一部分和凹陷的本體區的至少一部分的電接觸。

應當注意，在一些實施例中，前述的涉及凹陷掩模層的步驟和涉及接觸孔掩模層的步驟也可以以相反的次序執行，即，在一些實施例中，接觸孔可以在通過第一蝕刻工藝形成升高的源極區和凹陷的本體區之前形成。

根據另一實施例，提出了一種功率半導體器件。該功率半導體器件包括：

-具有表面的半導體本體；

-控制電極，其至少部分地布置在所述半導體本體上或所述半導體本體內部，并且被配置為控制所述半導體本體中的負載電流；

-第一導電類型的多個升高的源極區，其被布置在與所述控制電極鄰近的所述半導體本體中；

-多個凹陷的本體區，其被布置成與所述升高的源極區鄰近；以及