[发明专利]半导体器件和形成功率MOSFET的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电子电路和半导体器件，并且更具体地涉及一种半导体器件和形成功率MOSFET的方法，该功率MOSFET具有形成于紧密排列晶体管上方的硅化物层和互连结构，并且进一步包括低廓形凸块。

背景技术

常常在现代电子产品中发现半导体器件。半导体器件在电组件的数目和密度方面变化。分立的半导体器件一般包含一种类型的电组件，例如发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件典型地包含几百个到数以百万的电组件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池以及数字微镜器件(DMD)。

半导体器件执行各种的功能，诸如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转变为电力以及产生用于电视显示的视觉投影。在娱乐、通信、功率转换、网络、计算机以及消费产品的领域中发现半导体器件。还在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中发现半导体器件。

半导体器件利用半导体材料的电属性。半导体材料的原子结构允许通过施加电场或基电流(base current)或通过掺杂工艺而操纵其导电性。掺杂向半导体材料引入杂质以操纵和控制半导体器件的导电性。

半导体器件包含有源和无源电结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂水平和施加电场或基电流，晶体管要么促进要么限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建为执行各种电功能所必须的电压和电流之间的关系。无源和有源结构电连接以形成电路，这使得半导体器件能够执行高速计算和其它有用功能。

半导体器件一般使用两个复杂的制造工艺来制造，即，前端制造和和后端制造，每一个可能涉及成百个步骤。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个管芯。每个管芯典型地是相同的且包含通过电连接有源和无源组件而形成的电路。后端制造涉及从完成的晶片分割(singulate)各个管芯且封装管芯以提供结构支撑和环境隔离。

半导体制造的一个目的是生产较小的半导体器件。较小的器件典型地消耗较少的功率，以较低电压工作，具有较高的性能且可以更高效地生产。另外，较小的半导体器件具有较小的占位面积，这对于较小的终端产品而言是希望的。较小的管芯尺寸可以通过前端工艺中的改进来获得，该前端工艺中的改进导致管芯具有较小、较高密度的有源和无源部件。后端工艺可以通过电互联和封装材料中的改进而导致具有较小占位面积的半导体器件封装。

功率MOSFET为在诸如通信系统和电源的电子电路中通常使用的半导体器件的一个示例。在用作电开关以使能和禁止较大电流的传导时，功率MOSFET是特别有用的。通过在栅电极应用和移除触发信号，控制功率MOSFET的接通/切断状态。当接通时，MOSFET中的电流在漏和源之间流动。当切断时，电流被MOSFET阻断。

功率MOSFET的微型化产生包括分布跨过半导体管芯的整个表面的小MOSFET单元或晶体管的器件。MOSFET单元包括在电互连规模形成的源和漏区域，该电互连为诸如形成于源和漏焊盘上方的凸块或者用于后续电互连的端子。因此，多个源和漏区域经常位于单个源或漏焊盘下方。在具有紧密排列晶体管的功率MOSFET中严格垂直互连的使用并不提供用于位于单个源焊盘或漏焊盘下方的晶体管的源和漏区域的连接，从而与相应的水平偏移的源焊盘和漏焊盘连接。因此，需要计及水平偏移的互连结构，从而将位于单个源或漏焊盘下方的源和漏区域连接到水平偏移的源和漏焊盘。