半导体器件结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种半导体器件，实施方案包括形成竖直地延伸到半导体材料中的有源区，所述半导体器件形成在所述半导体材料中。所述有源区可以包括P‑N结或另选地MOS晶体管的栅极或沟道区。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件结构
本技术整体涉及电子器件，更具体地讲，涉及半导体、半导体结构以及形成半导体器件的方法。
技术介绍
过去，半导体行业已利用了各种方法和结构来形成有源半导体器件，诸如二极管、晶体管等等。在一些应用中，器件需要具有大的载流能力，以便实现所需的电流容量。对于具有横向电流的器件，该器件被形成为在其有源元件(诸如二极管的阳极和阴极或晶体管的源极和漏极)之间引起横向电流流动。为了提供所需的电流能力，有源区通常跨半导体材料的表面水平地延伸较大距离。一些竖直电流器件(例如晶体管)通常地形成有沟槽类型栅极，其中栅极长度沿着栅极侧壁来形成从源极沿着与栅极侧壁相邻的材料竖直流动到处于晶体管背表面上的漏极的竖直电流。为了提供所需的电流能力，沟槽类型栅极被形成为具有同样跨半导体材料的表面水平延伸较大距离的栅极宽度。随着电流要求提高和工作电压降低，对增大有源面积的需求不断地增大用于形成器件的硅面积的量。这导致了针对给定半导体面积来说，成本更高而功能性降低。因此，期望有提供更大电流容量和占据半导体材料的表面的较小面积的方法和/或结构。
技术实现思路
由此，本技术提供一种半导体器件，包括：第一导电类型的半导体衬底；所述第一导电类型的半导体区，所述半导体区覆盖在所述半导体衬底上面，所述半导体区具有主表面；第一开口，所述第一开口形成为从所述半导体区的所述主表面向所述半导体区中延伸第一距离；所述第一开口内的第一材料；半导体结，所述半导体结沿着所述第一开口的侧壁，所述半导体结形成在所述第一材料与所述半导体区之间；所述半导体区中的第二开口，所述第二开口从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及所述第二开口内的第一半导体材料，所述第一半导体材料具有所述第一导电类型和大于所述半导体区的掺杂浓度的掺杂浓度。根据上述半导体器件的一个实施例，其中所述第一材料是具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体材料。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述第一半导体材料的表面上的金属导体。根据上述半导体器件的一个实施例，其中所述第一材料是与所述半导体区形成肖特基势垒结的肖特基势垒材料。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述半导体衬底与所述半导体区之间的绝缘体。本技术还提供一种半导体器件，包括：半导体衬底；在所述半导体衬底的表面上形成的第一导电类型的半导体区，所述半导体区具有主表面；第一开口，所述第一开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸第一距离；第二开口，所述第二开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；在所述第一开口中形成的第一半导体材料，所述第一半导体材料具有第二导电类型，所述第二导电类型与所述第一导电类型的导电类型相反，所述第一半导体材料与所述半导体区形成第一P-N结，所述第一半导体材料形成晶体管的漏极或二极管的阳极中的一个；以及在所述第二开口中形成的掺杂半导体区，所述掺杂半导体区具有所述第二导电类型，所述掺杂半导体区与相邻半导体材料形成第二P-N结，所述掺杂半导体区形成所述晶体管的源极或所述二极管的阴极中的一个。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括第三开口，所述第三开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及沿着所述第三开口的侧壁的至少一部分形成的绝缘体，所述绝缘体形成第四开口；以及在所述第四开口中形成的第二半导体材料，其中所述绝缘体在所述第二半导体材料与所述第三开口的侧壁之间。根据上述半导体器件的一个实施例，包括在所述第二半导体材料与所述半导体区之间形成的所述绝缘体。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述第二开口的侧壁上形成的第二半导体材料；以及在所述第二半导体材料的侧壁上形成的第三半导体材料。根据上述半导体器件的一个实施例，其中所述第二开口的侧壁被掺杂为使其具有所述第一导电类型；以及所述半导体器件还包括在所述掺杂侧壁上形成的第二半导体材料。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括第三开口，所述第三开口被形成为从所述主表面延伸到所述半导体区中；在所述第三开口的侧壁上形成的绝缘体；以及在所述绝缘体上形成的掺杂半导体材料，所述第三开口跨所述主表面横向地定位在所述第一开口与所述第二开口之间。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述第一半导体材料中形成的第三开口，其中所述第三开口向所述第一半导体材料中延伸近似所述第一距离；其中所述第三开口用金属导体填充。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述掺杂半导体区中形成的第四开口，其中所述第四开口向所述第一半导体材料中延伸近似所述第一距离；其中所述第四开口用另一金属导体填充。根据上述半导体器件的一个实施例，其中第三半导体区的一部分形成为沿着所述主表面的平面横向地延伸穿过所述掺杂半导体区并且进入到所述相邻半导体材料中，所述第三半导体区从所述主表面延伸到所述半导体区中。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括第三开口，所述第三开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及沿着所述第三开口的侧壁的至少一部分形成的第一绝缘体，所述第一绝缘体形成第四开口；以及在所述第四开口的第一部分中形成的第二半导体材料，其中所述第一绝缘体在所述第二半导体材料与所述第三开口的侧壁之间；在所述第四开口的第二部分中形成的第三半导体材料；以及将所述第二半导体材料与所述第三半导体材料分隔开的第二绝缘体。本技术还提供一种半导体器件，包括：第一导电类型的第一半导体区，所述第一半导体区形成为覆盖在半导体衬底上面；一个或多个开口，所述一个或多个开口形成为从所述第一半导体区的主表面向所述第一半导体区中延伸一距离；在所述一个或多个开口的第一部分中形成的所述半导体器件的第一载流电极；以及在所述一个或多个开口的第二部分中形成的所述半导体器件的第二载流电极，其中所述第一半导体区的第一部分设置在所述第一载流电极与所述第二载流电极之间，并且将所述第一载流电极和所述第二载流电极彼此分隔开。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述一个或多个开口的所述第一部分内形成的第一掺杂半导体区。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括在所述一个或多个开口的所述第二部分内形成的第二掺杂半导体区。根据上述半导体器件的一个实施例，还包括沉积到所述一个或多个开口的所述第一部分中的第二导电类型的第一半导体材料。根据上述半导体器件的一个实施例，其中还包括沉积到所述一个或多个开口的所述第二部分中的所述第二导电类型的第二半导体材料。附图说明图1A示出了根据本技术的半导体器件的一部分的一个实施方案的示例的放大平面图，该半导体器件包括一个或多个二极管；图1B示出了根据本技术的图2A的半导体器件的横截面部分；图2A-图5B示出了根据本技术的处于形成根据本技术的图1A/图1B的半导体器件的方法的一个实施方案的示例中的各个阶段处的图1A/图1B的半导体器件的各种平面图和剖视图；图6A示出了根据本技术的可为图1的半导体器件的一个替代实施方案的半导体器件的一部分的一个实施方案的示例的放大平面图；图6B示出了根据本技术的图6A的半导体器件的横截面部分；图7A-图10B示出了根据本技术的处于形成根据本技术的图6A/图6B的半导体器件的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：第一导电类型的半导体衬底；所述第一导电类型的半导体区，所述半导体区覆盖在所述半导体衬底上面，所述半导体区具有主表面；第一开口，所述第一开口形成为从所述半导体区的所述主表面向所述半导体区中延伸第一距离；所述第一开口内的第一材料；半导体结，所述半导体结沿着所述第一开口的侧壁，所述半导体结形成在所述第一材料与所述半导体区之间；所述半导体区中的第二开口，所述第二开口从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及所述第二开口内的第一半导体材料，所述第一半导体材料具有所述第一导电类型和大于所述半导体区的掺杂浓度的掺杂浓度。

【技术特征摘要】
2016.06.21 US 15/188,2851.一种半导体器件，包括：第一导电类型的半导体衬底；所述第一导电类型的半导体区，所述半导体区覆盖在所述半导体衬底上面，所述半导体区具有主表面；第一开口，所述第一开口形成为从所述半导体区的所述主表面向所述半导体区中延伸第一距离；所述第一开口内的第一材料；半导体结，所述半导体结沿着所述第一开口的侧壁，所述半导体结形成在所述第一材料与所述半导体区之间；所述半导体区中的第二开口，所述第二开口从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及所述第二开口内的第一半导体材料，所述第一半导体材料具有所述第一导电类型和大于所述半导体区的掺杂浓度的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一材料是具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体材料。3.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述第一半导体材料的表面上的金属导体。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一材料是与所述半导体区形成肖特基势垒结的肖特基势垒材料。5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述半导体衬底与所述半导体区之间的绝缘体。6.一种半导体器件，包括：半导体衬底；在所述半导体衬底的表面上形成的第一导电类型的半导体区，所述半导体区具有主表面；第一开口，所述第一开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸第一距离；第二开口，所述第二开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；在所述第一开口中形成的第一半导体材料，所述第一半导体材料具有第二导电类型，所述第二导电类型与所述第一导电类型的导电类型相反，所述第一半导体材料与所述半导体区形成第一P-N结，所述第一半导体材料形成晶体管的漏极或二极管的阳极中的一个；以及在所述第二开口中形成的掺杂半导体区，所述掺杂半导体区具有所述第二导电类型，所述掺杂半导体区与相邻半导体材料形成第二P-N结，所述掺杂半导体区形成所述晶体管的源极或所述二极管的阴极中的一个。7.根据权利要求6所述的半导体器件，还包括第三开口，所述第三开口形成为从所述主表面向所述半导体区中延伸基本上所述第一距离；以及沿着所述第三开口的侧壁的至少一部分形成的绝缘体，所述绝缘体形成第四开口；以及在所述第四开口中形成的第二半导体材料，其中所述绝缘体在所述第二半导体材料与所述第三开口的侧壁之间。8.根据权利要求7所述的半导体器件，包括在所述第二半导体材料与所述半导体区之间形成的所述绝缘体。9.根据权利要求6所述的半导体器件，还包括在所述第二开口的侧壁上形成的第二半导体材料；以及在所述第二半导体材料的侧壁上形成的第三半导体材料。10.根据权利要求6所述的半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·格里弗纳，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US