[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本说明书涉及半导体器件和制造半导体器件的方法。

背景技术

通常在汽车和工业电子系统中采用的MOS功率晶体管或DMOS功率器件在被接通时应当具有低接通电阻（R_on）。在关断状态中，它们应当具有高击穿电压特性并且耐受高源极-漏极电压。例如，当被关断时，MOS功率晶体管应当耐受数十到数百伏特的漏极到源极电压V_ds。作为进一步的示例，在低电压降V_ds时MOS功率晶体管传导可以在大约2到20V的栅极-源极电压下多达数百安培的非常大的电流。

根据通常采用的技术，使用横向MOS晶体管，其包括漏极延伸区或基于所谓的降低表面电场（resurf）概念。根据降低表面电场概念，在断开状态中，通过设置在漂移区下面的掺杂部分去除电荷。可替代地，这个掺杂部分可以实施为设置在漂移区上并且与漂移区绝缘的电极。为了进一步减少Rds_on和寄生电容，正在探索用于实施晶体管的新概念。

发明内容

根据实施例，半导体器件包括晶体管，晶体管形成在具有第一主表面的半导体衬底中。晶体管包括源极区、漏极区、沟道区、漂移区段以及邻近沟道区的栅极电极，栅极电极配置为控制形成在沟道区中的沟道的传导性。沟道区和漂移区段沿第一方向设置在源极区和漏极区之间，第一方向平行于第一主表面，并且沟道区具有沿第一方向延伸的突脊的形状。漂移区段包括超级结层堆叠。

根据实施例，制造半导体器件的方法包括在具有第一主表面的半导体衬底中形成晶体管。形成晶体管包括形成源极区、漏极区、沟道区、漂移区段和邻近沟道区的栅极电极，其中沟道区和漂移区段被形成为沿第一方向设置在源极区和漏极区之间，第一方向平行于第一主表面。形成沟道区包括形成沿第一方向延伸的突脊，并且形成漂移区段包括形成超级结层堆叠。

根据进一步的实施例，半导体器件包括形成在具有第一主表面的半导体衬底中的晶体管。晶体管包括源极区、漏极区、沟道区、漂移区段以及邻近沟道区的栅极电极，栅极电极配置为控制形成在沟道区中的沟道的传导性。沟道区和漂移区段沿第一方向设置在源极区和漏极区之间，第一方向平行于第一主表面。漂移区段包括超级结层堆叠，超级结层堆叠包括在堆叠方向上以交替方式堆叠的n掺杂和p掺杂层，堆叠方向相对于第一主表面垂直。源极区和漏极区中的至少一个延伸到一深度使得源极区或漏极区和半导体衬底之间的底边界设置在层堆叠的n掺杂和p掺杂层之间的底分界面下面。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的实施例的进一步的理解以及被合并到本说明书中并且组成本说明书的部分。附图图示了本发明的实施例并且与描述一起用于解释原理。本发明的其它实施例和许多预期的优点将容易了解，因为通过参考后面的详细描述它们变得更好理解。附图的元件不一定相对于彼此按比例。相似的参考数字指定对应的类似部分。

图1A示出了根据实施例的半导体器件的示例的横截面图；

图1B示出了平行于半导体衬底的第一主表面取得的图1A中示出的半导体器件的横截面图；

图1C示出了根据实施例的沿与沿其取得图1A的横截面图的方向垂直的方向取得的半导体器件的横截面图；

图2A到2I示出了当执行制造方法的处理方法时半导体衬底的横截面图；

图3示意地示出了根据实施例的图示用于制造半导体器件的步骤的流程图；和

图4A和4B示出了根据进一步实施例的半导体器件的横截面图。

具体实施方式

在后面的详细描述中参考附图，附图形成本详细描述的部分并且在附图中通过图示的方式图示了在其中可以实践本发明的具体实施例。在这点上，参考被描述的附图的定向使用方向术语诸如“顶”、“底”、“前”、“背”、“首”、“尾”等。因为本发明的实施例的部件可以多个不同的定向放置，所以方向术语用于图示的目的并且决不限制。要理解的是在不脱离由权利要求限定的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以作出结构或逻辑的改变。

实施例的描述不是限制的。尤其，在下文中描述的实施例的元件可以与不同实施例的元件相结合。