[发明专利]半导体器件和用于生产该半导体器件的方法

说明书

技术领域

本说明书提及用于形成半导体器件的方法的实施例。更进一步地，本说明书提及具有特殊沟道掺杂的半导体器件—特别是具有特殊沟道掺杂的场效应半导体器件—的实施例。

背景技术

在汽车、消费品和工业应用中的现代器件的许多功能，诸如转换电能并且驱动电马达或者电机器，依赖于半导体器件，特别是依赖于金属氧化物半导体（MOS）器件。这样的MOS器件经常被成单元地布置在衬底中并且不得不实现许多性质。然而，这些性质可能彼此影响，并且有时要求可能彼此矛盾的单独措施。这特别地关系到诸如阈值电压、沟道阻抗、短路电流、短路沟道效应以及闩锁抗性的性质。

为了增加器件对闩锁效应的抗性，在n沟道晶体管的情况下，要求实现理想地在整个源极区下方（由此仅排除沟道区）延伸的p本体的低欧姆连接。另一方面，为了有抵抗短路的足够的电阻率并且为了实现低的泄漏电流，有利的是具有深入地延伸到晶体管中的相对高掺杂的本体区。另一方面，竖向地深抵和高本体掺杂引起高的阈值电压并且增加单元的沟道阻抗，这是由于反型层中更少的电荷的原因所致。进一步的目标是栅极至漏极电荷Q_GD及其分布的最小化。

在这方面特别急需的是设计具有低于100 V的工作电压、要求低于约3.5 V（例如在机制上直至1 V）的非常低的阈值电压的低电压功率晶体管。可以例如以从3.3 V电源对开关进行供给为目的来研发这些功率晶体管，在这种情况下，沟道阻抗构成整体阻抗的主要部分。

由于这些以及其它原因而存在对于本发明的需求。

发明内容

本发明的实施例包括一种沟槽栅极MOS晶体管，包括：半导体衬底，具有包括栅极电极的沟槽；源极区；以及邻接沟道区的本体接触区。沟道区中的掺杂物浓度在横向方向上变化，并且在从栅极电极到与栅极电极分开的本体接触区的方向上具有至少一个最小值。在一些实施例中，掺杂物浓度在从栅极电极到本体接触区的横向方向上降低。

本发明的其它实施例包括形成竖向半导体的方法。示例方法包括：提供半导体衬底；蚀刻用于栅极电极的沟槽；提供本体接触区；提供定位在沟槽与本体接触区之间的沟道区；施加掺杂以将掺杂物注入到沟槽的壁中；使掺杂物从沟槽壁扩散到沟道区中以便在沟道区中产生横向地变化的掺杂浓度。在一些实施例中，沟道区在竖向方向上的掺杂轮廓由用于栅极电极的沟槽的位置和深度确定，造成沟道区关于栅极电极的自调节。

这些和其它实施例被图解在随附的附图中并在以下被详细地描述。因此，本领域技术人员在阅读下面的详细描述并查看随附的附图时将认识到本发明的附加的特征和优点。

附图说明

随附的附图被包括以提供实施例的进一步的理解并且被合并在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图解实施例并且与描述一起用来解释实施例的原理。随着通过参照下面的详细描述而变得更好地理解实施例，将容易地领会其它实施例和实施例的许多意图有的优点。附图中的元件未必是关于彼此成比例的。同样的参考编号指明相对应的类似部分。

图1示意性地图解根据一个或更多个实施例的竖向半导体器件的竖向横截面。

图2示意性地图解根据一个或更多个实施例的竖向半导体器件的竖向横截面。

图3示意性地图解根据一个或更多个实施例的竖向半导体器件的竖向横截面。

图4示意性地图解根据一个或更多个实施例的竖向半导体器件的竖向横截面。

图5示意性地图解根据实施例的方法。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参照了形成详细描述的一部分并且以图解的方式在其中示出具体实施例（可以在该具体实施例中实施本发明）的随附的附图。在这点上，参照所描述的（多个）图的定向使用诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“前端”、“尾端”等的方向性术语。因为能够以许多不同的定向放置实施例的部件，所以方向性术语被用于图解的目的而绝不是进行限制。应理解可以利用其它实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下作出结构和逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不应被当成是进行限制的含义，并且由所附的权利要求限定本发明的范围。