[发明专利]形成半导体器件和形成半导体晶体管的方法及半导体器件

说明书

技术领域

本说明书大体涉及用于制造半导体器件的方法，尤其是用于形成具有半导体衬底的半导体晶体管的方法，其中半导体衬底在半导体衬底的第一表面与第二表面之间具有用于连接半导体晶体管的控制电极的过孔区域。 

背景技术

自动、消费和工业应用中的现代装置的很多功能(例如，计算机技术、移动通信技术，转换电能和驱动电动机或电子机械)依赖于半导体器件，尤其是依赖半导体晶体管，诸如场效应晶体管(FET)，例如功率MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)。 

在很多应用中，使用在半导体衬底的前侧上具有源极金属化部和栅极金属化部、并在半导体衬底的后侧上具有漏极金属化部的竖直MOSFET。然而，存在这样的应用，即，其中需要使用MOSFET的源极金属化部位于半导体衬底的前侧上，而栅极金属化部和漏极金属化部位于半导体衬底的后侧上。在下文中这种器件被称为下源极(source-down)MOSFET，因为MOSFET可被倒转将其前侧(源极金属化部向下定向)焊接至简单的引线框架。因此，可避免用于分段引线框架的附加成本。此外，通过靠近沟道区域的源极金属化部可特别有效冷却下源极MOSFET。此外，在源极金属化部于工作期间处于参考电位(通常是接地)的应用中，不需要下源极MOSFET的进一步绝缘。这使得下源极MOSFET尤其能够适用于这样 的自动应用，在该自动应用中，焊接或粘接有MOSFET的源金属层的引线框架可被简单安装或连接至处于接地电位的底盘。 

对于下源极MOSFET，通常形成通过半导体衬底的导电过孔以连接MOSFET的栅极金属化部和栅极。此外，在半导体衬底的顶侧或底侧上，尤其是对于功率半导体器件，通常需要充分可靠的电绝缘区域(例如热氧化物)。然而，充分可靠的电绝缘热氧化物的形成通常需要较高的温度并且因此对制造造成了限制。因此，这种器件的制造通常是复杂和/或成本高的。 

发明内容

根据实施例，提供了一种用于形成半导体器件的方法。该方法包括提供半导体衬底，半导体衬底具有主水平表面、相对面、和介电区域。介电区域布置在半导体衬底中并且与主水平表面和相对面隔开。深竖直槽从主水平表面到半导体衬底中蚀刻得至少靠近介电区域的水平表面。可通过将介电区域用作阻蚀部将深竖直槽蚀刻到介电区域的水平表面。竖直晶体管结构形成在半导体衬底中。形成晶体管结构包括在半导体衬底中形成第一掺杂区域。在主水平表面上形成第一金属化部，使得第一金属化部与第一掺杂区域欧姆接触。处理相对面以将半导体衬底薄化得至少靠近介电区域。 

根据实施例，提供了一种具有半导体衬底的半导体器件。半导体衬底包括主水平表面、布置成与主水平表面相对的背面、和竖直晶体管结构。晶体管结构包括第一掺杂区域和布置成邻近主水平表面的控制电极。半导体器件进一步包括布置在背面处或靠近背面的介电区域、和从主水平表面延伸到半导体衬底中并且到达介电区域的深竖直槽。在深竖直槽的侧壁上布置绝缘层。低欧姆电流通路至少部分地沿着绝缘层且在主水平表面与背面之间延伸。半导体器件进一步包括与第一掺杂区域欧姆接触的第一金属 化部以及经由低欧姆电流同通路与控制电极欧姆接触的控制金属化部。第一金属化部被布置在主水平表面上。控制金属化部被布置在背面上。 

根据实施例，提供了一种用于制造半导体器件的方法。该方法包括提供具有第一水平表面的第一半导体晶片和提供具有第二水平表面的第二半导体晶片。在第一水平表面处和/或在第二水平表面处形成介电区域。形成具有主水平表面和相对面的半导体衬底。形成半导体衬底包括通过将第一半导体晶片与第二半导体晶片进行晶片结合而形成晶体叠层，使得所述介电区域至少部分地嵌入(通常完全地嵌入)在晶片叠层中。蚀刻深竖直槽，深竖直槽从主水平表面进入半导体衬底中并到达至少靠近介电区域的水平表面。可通过将介电区域用作阻蚀部将深竖直槽蚀刻至介电区域的水平表面。在深竖直槽的侧壁处形成绝缘层。在主水平表面上形成第一金属化部。通过将半导体衬底薄化得至少靠近介电区域来处理相对面，以形成背面。在背面上形成控制金属化部。实施该方法以便在主水平表面与控制金属化部之间形成低欧姆电流通路。低欧姆电流通路至少部分地沿着绝缘层延伸。