半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】半導(dǎo)體器件包括：具有第一和第二表面的半導(dǎo)體本體；在第一表面處位于半導(dǎo)體本體中的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；在第二表面處位于半導(dǎo)體本體中的第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)；在源區(qū)和漏區(qū)之間的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)均在體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)中，其中第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)在半導(dǎo)體本體中交替排列，并至少第二區(qū)接觸體區(qū)；第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層，半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的至少一部分在由第一區(qū)、第二區(qū)以及漏區(qū)包圍的漂移區(qū)中。第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的所述部分的厚度至少大于第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)的寬度。該半導(dǎo)體器件還包括在第一表面處的將源區(qū)電連接到外部的接觸插塞。
【專利說明】半導(dǎo)體器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更具體地說，涉及具有厚半導(dǎo)體基礎(chǔ)層和源極接觸插塞的超結(jié)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，超結(jié)器件被越來越廣泛地應(yīng)用。在常規(guī)的η溝道超結(jié)器件中，交替排列的P區(qū)和η區(qū)組合形成復(fù)合緩沖層，用來代替MOSFET器件中的η型外延層。復(fù)合緩沖層中的每個(gè)P區(qū)被相鄰的η區(qū)包圍，并且每個(gè)η區(qū)被相鄰的P區(qū)包圍?，F(xiàn)代超結(jié)器件的特征是越來越小的器件間距尺寸和器件面積。這種趨勢(shì)受到允許較低開關(guān)損耗的輸出電容儲(chǔ)存能量(Eoss)的減低或者減少的柵極電荷而導(dǎo)致對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)器的功率和尺寸的要求降低、甚至受到單位芯片面積的導(dǎo)通電阻(Rdson)的降低的驅(qū)動(dòng)而逐漸發(fā)展。隨著器件(或芯片)尺寸的減小，單位面積的導(dǎo)通電阻也會(huì)逐漸降低。較低的單位面積導(dǎo)通電阻是降低芯片成本的主要杠桿，它允許在給定封裝尺寸的情況下提供較低的導(dǎo)通電阻值。
[0003]然而，對(duì)于任何芯片縮小的主要要求是器件應(yīng)當(dāng)在極端操作模式下保持其魯棒性，例如器件在短路條件下的魯棒性。
[0004]另一方面，芯片尺寸縮小常常會(huì)導(dǎo)致源極接觸的接觸孔較窄。在這種情況下，利用金屬對(duì)這種較窄的接觸孔進(jìn)行無空隙填充幾乎是不可能的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]當(dāng)器件尺寸縮小時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)操作以及尤其是在極端操作(例如短路條件)下產(chǎn)生較高的電流密度。由于電流密度是器件在短路條件下的魯棒性的限制因素，因此如果不采取其他措施的話，器件的魯棒性將隨著芯片縮小而降低。
[0006]提高超結(jié)器件在短路條件下的魯棒性的一種方式是在超結(jié)器件的復(fù)合緩沖層下面實(shí)施較厚的基礎(chǔ)層。
[0007]在超結(jié)器件的源-漏短路條件下，高電流和高電壓被同時(shí)施加到該器件。該高電壓可以是400V的直流鏈電壓(在這樣的應(yīng)用中使用具有500或600V的阻斷能力的晶體管)。通過器件的電流在這種情況下不受限制。在靜態(tài)阻斷中，所有電子和空穴從器件的漂移區(qū)移走。僅存的電荷是受主原子和施主原子的電荷。而在該短路條件下，器件的溝道打開，允許大量電子流入漂移區(qū)。這些電子在流過漂移區(qū)時(shí)代表了大規(guī)模地影響電場(chǎng)形狀的額外電荷。負(fù)的電子電荷具有與靜態(tài)的額外P摻雜相同的效果:電場(chǎng)的峰值偏移到P補(bǔ)償區(qū)的末端。在這種情況下，超結(jié)器件的底部，尤其是位于超結(jié)器件的復(fù)合緩沖層下面的基礎(chǔ)層，限定了器件的阻擋能力。
[0008]在具有較薄基礎(chǔ)層的超結(jié)器件中，該基礎(chǔ)層在靜態(tài)阻斷條件下完全耗盡，因此該基礎(chǔ)層在臨界短路條件下不能接收更多的電壓。另一方面，在具有較厚基礎(chǔ)層的超結(jié)器件中，電場(chǎng)能夠更深地進(jìn)入到該基礎(chǔ)層中，因此能夠產(chǎn)生更大的阻斷能力。
[0009]此外，為了實(shí)現(xiàn)較小的器件間距尺寸，用于源極接觸的接觸孔的尺寸也需要被減小。在小于大約2 μ m的寬度的情況下，通過利用目前所用的金屬濺射工藝來正確地填充接觸孔而不產(chǎn)生任何空隙是不可能的。在接觸孔中產(chǎn)生的空隙往往有可能導(dǎo)致接觸電阻增大和潛在的可靠性問題。因此，針對(duì)進(jìn)一步減小的器件間距尺寸，需要一種新的接觸插塞結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)源極接觸孔的無空隙填充。
[0010]本實(shí)用新型的目的是提供一種具有小間距尺寸的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件能夠在高電流、高電壓的極端操作下保持其魯棒性。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:
[0012]具有第一和第二表面的半導(dǎo)體本體；
[0013]在第一表面處位于所述半導(dǎo)體本體中的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；
[0014]在第二表面處位于所述半導(dǎo)體本體中的第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)；
[0015]位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；
[0016]第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)，所述第一區(qū)和第二區(qū)均位于所述體區(qū)和所述漏區(qū)之間的漂移區(qū)中，其中所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)在所述半導(dǎo)體本體中交替排列，并且至少所述第二區(qū)接觸所述體區(qū)；
[0017]第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的至少一部分位于由所述第一區(qū)、所述第二區(qū)以及所述漏區(qū)包圍的所述漂移區(qū)中，
[0018]其特征在于，
[0019]所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的所述部分的厚度至少大于所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)的寬度，以及
[0020]所述半導(dǎo)體器件還包括在所述第一表面處的將所述源區(qū)電連接到外部的接觸插塞。
[0021]在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層由多個(gè)子層構(gòu)成。
[0023]在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層由具有第一摻雜濃度的第一層和具有小于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度的第二層構(gòu)成。
[0024]在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的所述第一層由多個(gè)子層構(gòu)成。
[0025]在一些實(shí)施例中，所述第一層的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
[0026]在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)子層的每一個(gè)的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
[0027]在一些實(shí)施例中，所述漂移區(qū)由多個(gè)堆疊的外延層構(gòu)成。
[0028]在一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)的摻雜濃度沿著第一表面的方向和沿著從第一區(qū)的中心到第二表面的方向逐漸降低。
[0029]在一些實(shí)施例中，所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)的摻雜濃度沿著從第二區(qū)的中心到第一表面的方向和沿著從第二區(qū)的中心到第二表面的方向逐漸降低。
[0030]在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)均是通過溝槽技術(shù)形成的。[0031 ] 在一些實(shí)施例中，所述接觸插塞由多晶硅制成。
[0032]在一些實(shí)施例中，所述接觸插塞由鎢制成。
[0033]在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述半導(dǎo)體本體的第一表面處的平面型柵極結(jié)構(gòu)。
[0034]在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述半導(dǎo)體本體的第一表面處的溝槽型柵極結(jié)構(gòu)。
[0035]在根據(jù)本實(shí)用新型的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的情況下，由于在各半導(dǎo)體器件中均采用了較厚的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層，該較厚的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層由摻雜濃度變化的兩個(gè)或更多個(gè)層構(gòu)成，并且優(yōu)選地漂移區(qū)中的電荷補(bǔ)償區(qū)采用了變化的摻雜濃度，由此使得根據(jù)本實(shí)用新型的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件在短路條件下保持其魯棒性。此外，在源極接觸中采用了接觸插塞結(jié)構(gòu)，由此能夠有效地消除源極接觸孔填充中的空隙，從而減小器件電阻并改善器件的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]本實(shí)用新型的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下參考附圖的詳細(xì)描述而變得明顯，在附圖中:
[0037]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0038]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0039]圖3示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0040]圖4示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0041]圖5示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]現(xiàn)在將參考示出本實(shí)用新型的實(shí)施例的附圖在下文中更全面地描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來具體實(shí)施并且不應(yīng)該被解釋為受限于本文所闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例是為了使該公開內(nèi)容更徹底和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地傳達(dá)本實(shí)用新型的范圍。遍及全文，相似的數(shù)字指代相似的元件。此外，附圖中示出的各個(gè)層和區(qū)只是示意性的并且沒有必要按比例繪制。因此本實(shí)用新型不限于附圖中示出的相對(duì)大小、間距和對(duì)準(zhǔn)。另外，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)的，本文提到的形成于襯底或其它層上的層可以指直接形成在襯底或其它層上的層，也可以指在襯底或其它層上形成的一個(gè)或多個(gè)居間層上的層。而且，術(shù)語“第一導(dǎo)電類型”和“第二導(dǎo)電類型”指的是相反的導(dǎo)電類型，例如N或P型，然而，這里所描述和示出的每個(gè)實(shí)施例也包括其互補(bǔ)實(shí)施例。
[0043]在本文中所使用的術(shù)語僅僅為了描述特定實(shí)施例的目的并且不意圖限制本實(shí)用新型。如本文所使用的那樣，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文以其它方式明確指示。還將理解，當(dāng)在本文使用術(shù)語“包括”和/或“包含”時(shí)，其指定所敘述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組群的存在或添加。
[0044]除非以其它方式限定，本文所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與如本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。還將理解本文所使用的術(shù)語應(yīng)該被解釋為具有與它們?cè)谠撜f明書的背景以及相關(guān)領(lǐng)域中的含義一致的含義，并且將不會(huì)以理想化或過分形式的方式解釋，除非在本文中明確如此限定。
[0045]附圖通過在摻雜類型“η”或“p”旁邊指示或“ + ”來說明相對(duì)摻雜濃度。例如，“η-”表示低于“η”摻雜區(qū)域的摻雜濃度的摻雜濃度，而“η+”摻雜區(qū)域具有比“η “摻雜區(qū)域高的摻雜濃度。相同的相對(duì)摻雜濃度的摻雜區(qū)域沒有必要具有相同的絕對(duì)摻雜濃度。例如，兩個(gè)不同的“η”摻雜區(qū)域可以具有相同或不同的絕對(duì)摻雜濃度。
[0046]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的截面圖。在該實(shí)例中，為了方便起見，以η型器件為例來描述半導(dǎo)體器件100。然而，半導(dǎo)體器件100也可以是P型器件。此外，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件100可以是超結(jié)器件，例如超結(jié)MOSFET。
[0047]半導(dǎo)體器件100從底到頂依次包括η+漏區(qū)110、η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120、漂移區(qū)130、ρ+體區(qū)150和η+源區(qū)160。ρ+體區(qū)150位于漂移區(qū)130中，并且包圍著η+源區(qū)160。半導(dǎo)體器件100還包括位于漂移區(qū)130的上表面之上被隔離層190包圍的柵電極180。在一些實(shí)施例中，柵電極180可以由多晶硅、金屬或其組合制成，隔離層190可以由例如Si02制成。
[0048]半導(dǎo)體器件100還包括在源區(qū)160上方且位于相鄰隔離層190之間的接觸插塞174。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體器件100還包括沉積在接觸插塞174上的源極金屬化層170。接觸插塞174和源極金屬化層170能夠?qū)⒃磪^(qū)160電連接到外部。優(yōu)選地，接觸插塞174由多晶硅或者鎢制成。接觸插塞174可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的插塞工藝來形成。在該實(shí)施例中，由于在源區(qū)上方采用了接觸插塞結(jié)構(gòu)，尤其是接觸插塞由多晶硅或者鎢制成，與現(xiàn)有技術(shù)中通過源極接觸孔工藝制作而成的源極接觸相比，本實(shí)用新型的利用接觸插塞形成的源極接觸能夠獲得更好的填充特性，即在所形成的源極接觸中不存在空隙，從而能夠有效地降低根據(jù)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻并能改善器件的可靠性。
[0049]在該實(shí)施例中，漂移區(qū)130包括多個(gè)沿著漂移區(qū)的寬度方向交替排列的η區(qū)和ρ區(qū)，其中至少P區(qū)接觸P+體區(qū)150，并且這些η區(qū)和P區(qū)用作電荷補(bǔ)償區(qū)。在這種情況下，P+體區(qū)150位于源區(qū)160和漂移區(qū)130中的η區(qū)之間。優(yōu)選地，這些η區(qū)和ρ區(qū)中的每一個(gè)均為柱形，如圖1所示。在一些實(shí)施例中，P區(qū)和η區(qū)可以通過溝槽技術(shù)來形成。
[0050]在該實(shí)施例中，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120的至少一部分位于漂移區(qū)130中并且在η區(qū)和P區(qū)以及漏區(qū)110之間。η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120的位于漂移區(qū)130中的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)130中的η區(qū)的寬度，也就是說，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120的位于η區(qū)和ρ區(qū)下面的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)130中的相鄰ρ區(qū)之間的間距。由于采用厚的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120，半導(dǎo)體器件的阻斷能力被大大提高。
[0051]在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120的摻雜濃度沿從源區(qū)160到漏區(qū)110的方向逐
漸升聞。
[0052]優(yōu)選地，如圖1所示，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120在器件的垂直方向上被分成了兩部分，其中鄰近漏區(qū)Iio的第一部分121的摻雜濃度高于鄰近漂移區(qū)130的第二部分122的摻雜濃度，例如第一部分為η摻雜,第二部分為rT摻雜。優(yōu)選地,盡管圖中未不出，半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120的第一部分121的摻雜濃度可以沿從源區(qū)160到漏區(qū)110的方向逐漸升高。[0053]在本實(shí)用新型中，ρ區(qū)和ρ+體區(qū)150可以彼此平行或垂直。如果它們彼此平行，那么P區(qū)位于P+體區(qū)150下方并且η區(qū)位于所述體區(qū)之間。如果它們彼此垂直，那么P區(qū)位于P+體區(qū)150下面并且η區(qū)也部分地位于ρ+體區(qū)150下面。
[0054]厚的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層常常會(huì)導(dǎo)致器件的比導(dǎo)通電阻Ron增大，從而在器件面積不變的情況下引起器件的導(dǎo)通電阻(RonXA)增大。為了降低器件的導(dǎo)通電阻，一種方式是通過提高半導(dǎo)體基礎(chǔ)層在靠近高摻雜的基底(即漏區(qū))的區(qū)域中的摻雜水平來降低比導(dǎo)通電阻。在優(yōu)選實(shí)施例中，半導(dǎo)體基礎(chǔ)層120被分成了兩部分，其中鄰近漏區(qū)110的第一部分121的摻雜濃度水平較高，并且高于鄰近漂移區(qū)130的第二部分122的摻雜濃度，由此能夠降低器件的比導(dǎo)通電阻，并因而降低器件的導(dǎo)通電阻。
[0055]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的截面圖。圖2所示器件200的大部分結(jié)構(gòu)與圖1所示器件100相同，只是半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的構(gòu)造被改變。為了簡(jiǎn)便起見，圖2與圖1中相同的部分的描述將被省略。
[0056]在圖2中，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220在器件的垂直方向上被分成了兩部分，其中鄰近漏區(qū)210的第一部分221的摻雜濃度高于鄰近漂移區(qū)230的第二部分222的摻雜濃度，例如第一部分為η摻雜，第二部分為η—摻雜。此外，漂移區(qū)230包括多個(gè)沿著漂移區(qū)的寬度方向交替排列的η區(qū)和ρ區(qū)，其中至少ρ區(qū)接觸ρ+體區(qū)250，并且這些η區(qū)和ρ區(qū)用作電荷補(bǔ)償區(qū)。在這種情況下，P+體區(qū)250位于源區(qū)260和漂移區(qū)230中的η區(qū)之間。優(yōu)選地，這些η區(qū)和ρ區(qū)中的每一個(gè)均為柱形，如圖2所示。在一些實(shí)施例中，ρ區(qū)和η區(qū)可以通過溝槽技術(shù)來形成。
[0057]此外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖1所描述的，漂移區(qū)230中的η區(qū)的摻雜濃度與半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220的第二部分222的摻雜濃度在相同的數(shù)量級(jí)，即兩者的摻雜水平相同。同時(shí)漂移區(qū)230中的ρ區(qū)的摻雜濃度保持均勻。
[0058]此外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖1所描述的，為了提高半導(dǎo)體器件的阻斷能力’ η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220的位于漂移區(qū)230中的厚度至少大于漂移區(qū)230中的η區(qū)的寬度，也就是說，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220的`位于η區(qū)和ρ區(qū)下面的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)230中的相鄰ρ區(qū)之間的間距。
[0059]進(jìn)一步地，在該實(shí)施例中，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220的第一部分221被分成了多個(gè)子層221-1、221-2、221-3、……，每個(gè)子層的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低。由此，從整體上看，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層220的第一部分221的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低。采用該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于提高了半導(dǎo)體基礎(chǔ)層在靠近高摻雜的基底(即漏區(qū))的區(qū)域中的摻雜水平，因此能夠有效地降低器件的比導(dǎo)通電阻，并因而降低器件的導(dǎo)通電阻。
[0060]圖3示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件300的截面圖。圖3所示器件300的大部分結(jié)構(gòu)與圖2所示器件200相同，只是半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的構(gòu)造被改變。為了簡(jiǎn)便起見，圖3與圖2中相同的部分的描述將被省略。
[0061]在該實(shí)施例中，類似于參考圖2所描述的，漂移區(qū)330包括多個(gè)沿著漂移區(qū)的寬度方向交替排列的η區(qū)和ρ區(qū)，其中至少ρ區(qū)接觸ρ+體區(qū)350，并且這些η區(qū)和ρ區(qū)用作電荷補(bǔ)償區(qū)。在這種情況下，P+體區(qū)350位于源區(qū)360和漂移區(qū)330中的η區(qū)之間。優(yōu)選地，這些η區(qū)和ρ區(qū)中的每一個(gè)均為柱形，如圖3所示。在一些實(shí)施例中，ρ區(qū)和η區(qū)可以通過溝槽技術(shù)來形成。
[0062]在該實(shí)施例中，漂移區(qū)330中的η區(qū)的摻雜濃度低于半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的摻雜濃度，同時(shí)漂移區(qū)330中的ρ區(qū)的摻雜濃度保持均勻。
[0063]此外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖2所描述的，為了提高半導(dǎo)體器件的阻斷能力，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的漂移區(qū)330中的部分的厚度至少大于漂移區(qū)330中的η區(qū)的寬度，也就是說，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的位于η區(qū)和ρ區(qū)下面的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)330中的相鄰ρ區(qū)之間的間距。
[0064]進(jìn)一步地，在該實(shí)施例中，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320被分成了多個(gè)子層320_1、320-2,320-3、……，每個(gè)子層的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低。由此，從整體上看，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低，并且η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的最底部子層的摻雜濃度低于漏區(qū)310的摻雜濃度，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的頂部子層的摻雜濃度高于鄰近半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的所述η區(qū)的摻雜濃度。由于漂移區(qū)330的ρ補(bǔ)償區(qū)在器件的導(dǎo)通狀態(tài)期間貫穿整個(gè)長(zhǎng)度具有源極電勢(shì)，而漂移區(qū)330的η補(bǔ)償區(qū)在器件的導(dǎo)通狀態(tài)期間貫穿整個(gè)長(zhǎng)度在頂部具有源極電勢(shì)并且在底部具有漏極電勢(shì)，因此在器件的導(dǎo)通狀態(tài)期間在P補(bǔ)償區(qū)和η補(bǔ)償區(qū)之間存在明顯的電勢(shì)差。該電勢(shì)差會(huì)導(dǎo)致η補(bǔ)償區(qū)的局部耗盡，從而使電阻增大。采用該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于η補(bǔ)償區(qū)的靠近漏區(qū)的那部分的摻雜濃度較高，并且半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的整體摻雜濃度是朝向漏區(qū)方向逐漸升高的，因此能夠有效地降低這些區(qū)域中的導(dǎo)通電阻。[0065]此外，采用該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于半導(dǎo)體基礎(chǔ)層320的整體摻雜濃度是朝向漏區(qū)方向逐漸升高的，因此能夠降低電場(chǎng)在電荷補(bǔ)償區(qū)底部處的通常峰值。
[0066]圖4示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的截面圖。圖4所示器件400的大部分結(jié)構(gòu)與圖3所示器件300相同，只是漂移區(qū)中的ρ區(qū)的構(gòu)造被改變。為了簡(jiǎn)便起見，圖4與圖3中相同的部分的描述將被省略。
[0067]在該實(shí)施例中，漂移區(qū)430包括多個(gè)沿著漂移區(qū)的寬度方向交替排列的η區(qū)和ρ區(qū)，其中至少P區(qū)接觸P+體區(qū)450，并且這些η區(qū)和P區(qū)用作電荷補(bǔ)償區(qū)。在這種情況下，P+體區(qū)450位于源區(qū)460和漂移區(qū)430中的η區(qū)之間。漂移區(qū)430中的ρ區(qū)是通過多次外延技術(shù)生長(zhǎng)而成的，也就是說，每個(gè)P區(qū)由多個(gè)堆疊的外延層構(gòu)成，使得P區(qū)因具有通過多次外延技術(shù)形成的形狀而具有變化的摻雜濃度。優(yōu)選地，每個(gè)P區(qū)的摻雜濃度沿著到源區(qū)160的方向以及到漏區(qū)110的方向從ρ區(qū)的中心逐漸降低。在該實(shí)施例中，漂移區(qū)430中的η區(qū)的摻雜濃度低于半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的摻雜濃度。
[0068]此外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖3所描述的，為了提高半導(dǎo)體器件的阻斷能力，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的位于漂移區(qū)430中的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)430中的η區(qū)的寬度，也就是說，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的位于η區(qū)和ρ區(qū)下面的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)430中的相鄰ρ區(qū)之間的間距。
[0069]在該實(shí)施例中，類似于參考圖3所描述的，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420被分成了多個(gè)子層420-1、420-2、420-3、……，每個(gè)子層的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低。由此，從整體上看，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低，并且η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的最底部子層的摻雜濃度低于漏區(qū)410的摻雜濃度，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的頂部子層的摻雜濃度高于鄰近半導(dǎo)體基礎(chǔ)層420的所述η區(qū)的摻雜濃度。[0070]圖5示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件500的截面圖。圖5所示器件500的大部分結(jié)構(gòu)與圖4所示器件400相同，只是漂移區(qū)中的η區(qū)的構(gòu)造被改變。為了簡(jiǎn)便起見，圖5與圖4中相同的部分的描述將被省略。
[0071]在該實(shí)施例中，漂移區(qū)530包括多個(gè)沿著漂移區(qū)的寬度方向交替排列的η區(qū)和ρ區(qū)，其中至少P區(qū)接觸P+體區(qū)550，并且這些η區(qū)和P區(qū)用作電荷補(bǔ)償區(qū)。在這種情況下，P+體區(qū)550位于源區(qū)560和漂移區(qū)530中的η區(qū)之間。漂移區(qū)530中的η區(qū)由多個(gè)堆疊的外延層構(gòu)成，每個(gè)外延層的摻雜濃度在堆疊方向上從其中心處向兩邊逐漸降低(如圖中箭頭所示)，同時(shí)漂移區(qū)530中的ρ區(qū)是由位于所述η區(qū)的每個(gè)外延層中的摻雜區(qū)堆疊形成的。由此，漂移區(qū)530中的ρ區(qū)和η區(qū)均具有變化的摻雜濃度。
[0072]在利用多次外延技術(shù)生長(zhǎng)η區(qū)的一個(gè)外延層之后，在該外延層中形成ρ摻雜區(qū)，然后接著在該外延層上生長(zhǎng)另一個(gè)外延層，在該另一個(gè)外延層中同樣形成P摻雜區(qū)，以此類推。之后，將所得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火而得到圖5中所示的漂移區(qū)中的結(jié)構(gòu)。由于上述工藝步驟是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，因此這里不再對(duì)其詳細(xì)描述，只是為了說明的目的，對(duì)上述工藝過程進(jìn)行了概述。
[0073]此外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖4所描述的，為了提高半導(dǎo)體器件的阻斷能力，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層520的位于漂移區(qū)530中的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)530中的η區(qū)的寬度，也就是說，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層520的位于η區(qū)和ρ區(qū)下面的該部分的厚度至少大于漂移區(qū)530中的相鄰ρ區(qū)之間的間距。
[0074]另外，在該實(shí)施例中，類似于參考圖4所描述的，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層520被分成了多個(gè)子層520-1、520-2、520-3、……，每個(gè)子層的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低。由此，從整體上看，η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層520的摻雜濃度沿著從漏區(qū)到源區(qū)的方向逐漸降低，并且η型半導(dǎo)體基礎(chǔ)層520的最底部子層的摻雜濃度低于漏區(qū)510的摻雜濃度。
`[0075]在上面參考圖1-5所描述的半導(dǎo)體器件中，為了更好地突出本實(shí)用新型，因此僅對(duì)本實(shí)用新型的改進(jìn)構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)描述，而僅僅概述或甚至省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一些半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。例如，在上面參考圖1-5所描述的半導(dǎo)體器件中，柵極結(jié)構(gòu)既可以采用平面型柵極結(jié)構(gòu)，也可以采用溝槽型柵極結(jié)構(gòu)。此外，本實(shí)用新型中的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的形成均可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的半導(dǎo)體制造工藝來完成，這里不再贅述。
[0076]盡管上文已經(jīng)通過示例性實(shí)施例詳細(xì)描述了本實(shí)用新型及其優(yōu)點(diǎn)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行多種替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 具有第一和第二表面的半導(dǎo)體本體； 在第一表面處位于所述半導(dǎo)體本體中的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)； 在第二表面處位于所述半導(dǎo)體本體中的第一導(dǎo)電類型的漏區(qū)； 位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)； 第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)，所述第一區(qū)和第二區(qū)均位于所述體區(qū)和所述漏區(qū)之間的漂移區(qū)中，其中所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)在所述半導(dǎo)體本體中交替排列，并且至少所述第二區(qū)接觸所述體區(qū)； 第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的至少一部分位于由所述第一區(qū)、所述第二區(qū)以及所述漏區(qū)包圍的所述漂移區(qū)中， 其特征在于， 所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的所述部分的厚度至少大于所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)的寬度，以及 所述半導(dǎo)體器件還包括在所述第一表面處的將所述源區(qū)電連接到外部的接觸插塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層由多個(gè)子層構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基礎(chǔ)層由具有第一摻雜濃度的第一層和具有小于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度的第二層構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體基礎(chǔ)層的所述第一層由多個(gè)子層構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一層的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述多個(gè)子層的每一個(gè)的摻雜濃度沿著從所述源區(qū)到所述漏區(qū)的方向逐漸升高。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述漂移區(qū)由多個(gè)堆疊的外延層構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一區(qū)的摻雜濃度沿著第一表面的方向和沿著從第一區(qū)的中心到第二表面的方向逐漸降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)的摻雜濃度沿著從第二區(qū)的中心到第一表面的方向和沿著從第二區(qū)的中心到第二表面的方向逐漸降低。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)和所述第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)均是通過溝槽技術(shù)形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸插塞由多晶硅制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸插塞由鎢制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述半導(dǎo)體本體的第一表面處的平面型柵極結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述半導(dǎo)體本體的第一表面處的溝槽型柵極結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L29/417GK203659879SQ201320675306
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】A.維爾梅羅特, W.凱因德爾 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司