沟槽电极布置制造技术

公开了一种沟槽电极布置。一种方法包括：形成从半导体本体的第一表面延伸到半导体本体中的沟槽，以使得具有第一沟槽区段和邻接于第一沟槽区段的至少一个第二沟槽区段，其中第一沟槽区段比第二沟槽区段更宽。在至少一个第二沟槽区段中形成第一电极，并且由第一电介质层将第一电极与半导体本体的半导体区域介电绝缘。在该至少一个第二沟槽区段中，在第一电极上形成电极间电介质层。在电极间电介质层上的至少一个第二沟槽区段中以及在第一沟槽区段中形成第二电极，以使得由第二电介质层将至少在第一沟槽区段中的第二电极与半导体本体介电绝缘。

【技术实现步骤摘要】
沟槽电极布置优先权要求本申请是2011年9月23日提交的美国专利申请No.13/241,771的部分继续(CIP)，在此通过整体引用合并所述申请的内容。
本专利技术实施例涉及用于产生半导体器件的方法，特别是，用于产生包括沟槽电极布置的半导体器件，诸如沟槽晶体管器件的方法。
技术介绍
诸如沟槽MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或者沟槽IGBT（绝缘栅双极晶体管）的沟槽晶体管器件是竖向晶体管器件，该竖向晶体管器件包括具有第一表面和第二表面的半导体本体，在第一表面和第二表面中集成了至少一个源极区域、至少一个本体区域、漂移区域、以及漏极区域。在IGBT中，源极区域和漏极区域还被称为发射极区域，并且本体区域和漂移区域还被称为基极区域。通常，源极区域和本体区域集成在第一表面的区域中，而漏极区域集成在第二表面的区域中，并且由漂移区域将漏极区域与本体区域分离。用来开启和关闭部件的至少一个栅极电极被布置在第一表面的区域中的半导体本体的沟槽中。通常布置于第一表面的之上并且与栅极端子（栅极焊盘）电绝缘的源极电极由源极区域电接触，同时栅极端子接触栅极电极。通常被布置在第二表面之上的漏极电接触漏极区域。这一种类的竖向晶体管部件可以在其第二表面面向载体的情况下被安装在载体上。在这样的布置中，载体可以用作晶体管部件的漏极端子，并且还可以进一步用作用于耗散在半导体本体中生成的热的冷却元件。当竖向晶体管元件作为开关工作时，热主要在像本体区域和漂移区域的有源区域中生成。由于这些有源区域靠近第一表面布置而冷却元件被布置在第二表面上，所以存在由半导体本体的被布置在pn结与第二表面之间的这些区域造成的相对高的热阻抗。可以通过在第一表面上布置冷却元件来降低热阻抗。然而，这样的冷却元件可能使被布置在第一表面处的栅极电极和源极电极短路。因此，存在对于在耗散来自半导体部件的热这一方面具有更好特性的半导体器件的需要。
技术实现思路
在实施例中，提供了一种用于产生半导体器件的方法。该方法包括：形成从半导体本体的第一表面延伸到所述半导体本体中的沟槽，以使得所述沟槽具有第一沟槽区段和邻接所述第一沟槽区段的至少一个第二沟槽区段，并且其中与在第二沟槽区段中相比所述沟槽在所述第一沟槽区段中更宽；在所述至少一个第二沟槽区段中形成第一电极，由第一电介质层将所述第一电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘；在所述至少一个第二沟槽区段中形成在所述第一电极上的电极间电介质层；以及在所述电极间电介质层上的所述至少一个第二沟槽区段中以及在所述第一沟槽区段中形成第二电极，以使得由第二电介质层将至少在所述第一沟槽区段中的所述第二电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘。本
内的技术人员在阅读了下面的详细描述并且观看了附图后将明白其它特征和优点。附图说明现在参照附图解释例子。附图用来图解基本原理，因此仅图解理解基本原理所需的方面。附图不是按比例的。在附图中相同的参考符号表示同样的特征。包括图1A和1B的图1图解包括半导体通路的沟槽晶体管器件的第一实施例；图2图解根据一个实施例的图1A和1B的晶体管器件的竖向横截面视图；图3图解根据第一实施例的图1A和1B的晶体管器件的水平横截面视图；图4图解根据第二实施例的图1A和1B的晶体管器件的水平横截面视图；图5图解根据第三实施例的图1A和1B的晶体管器件的水平横截面视图；图6图解根据第四实施例的图1A和1B的晶体管器件的水平横截面视图；包括图7A至7C的图7图解具有半导体通路的晶体管器件的进一步的实施例；包括图8A至8C的图8图解用于产生根据第一实施例的竖向晶体管器件的方法；包括图9A至9C的图9图解用于产生半导体通路和包围该半导体通路的通路绝缘层的方法的实施例；包括图10A至10B的图10图解根据第一和第二实施例的半导体通路的水平横截面视图；图11图解根据进一步的实施例的半导体通路的水平横截面视图；包括图12A至12I的图12图解用于产生竖向晶体管器件的方法的第二实施例；包括图13A和13B的图13图解根据图12A至12I的方法的进一步的方法步骤；包括图14A至14J的图14图解用于产生竖向晶体管器件的方法；图15图解根据进一步的实施例的晶体管的竖向横截面视图；图16图解包括沟槽电极和半导体通路的半导体器件的竖向横截面视图；图17图解根据进一步的实施例的半导体器件的竖向横截面视图；包括图18A至18J的图18图解用于产生图17所示半导体器件的方法的一个实施例；图19图解根据进一步的实施例的半导体器件的竖向横截面；图20图解图19所示的半导体器件的第一截面平面中的水平横截面视图；以及图21图解图19所示的半导体器件的第二截面平面中的水平横截面视图。具体实施方式图1A和1B示意性地图解竖向晶体管器件的，特别是沟槽晶体管器件的第一实施例。晶体管器件包括具有第一表面101和第二表面102的半导体本体100。图1A和1B的每一个示出半导体本体100的竖向横截面视图，其中图1A示出第一竖向截面平面A-A中的半导体本体100，并且图1B示出第二竖向截面平面B-B中的竖向横截面视图。这些竖向截面平面A-A、B-B垂直于半导体本体100的第一和第二表面101、102延伸。图1A和1B的每一个仅示出半导体本体100的截面。参照图1A，晶体管器件包括在半导体本体100中在半导体本体100的竖向方向上延伸到第二表面102的半导体通路4。半导体本体100的“竖向方向”是垂直于第一和第二表面101、102的方向。由通路绝缘层5使半导体通路4与周围的半导体本体100电绝缘。通路绝缘层5包括例如，常规的电绝缘材料或者介电绝缘材料，诸如氧化物或氮化物等。通路绝缘层5还可以被实现为包括多个不同电绝缘层的复合层。半导体通路4电连接到半导体本体100的第二表面102的区域中的栅极连接电极33。栅极连接电极33形成栅极端子G，或者电连接到晶体管器件的栅极端子G。半导体通路4将栅极端子G电连接到晶体管器件的栅极电极21。栅极电极21至少部分地布置在半导体本体100的竖向方向上从第一表面101延伸的沟槽中。该沟槽并且因此该栅极电极21具有纵向方向，其中图1A示出沿着纵向方向的竖向横截面视图，而图1B示出在垂直于纵向方向的截面平面中的竖向横截面视图。参照图1A，具有栅极电极21的沟槽在半导体本体100的第一横向方向上通过通路绝缘层5延伸到半导体通路4中。栅极电极21邻接于半导体通路4从而被电连接到半导体通路4。栅极电极21可以包括常规栅极电极材料，诸如金属或者诸如多晶硅的多晶半导体材料。由栅极电介质22使栅极电极21与半导体本体100介电绝缘。栅极电介质22可以包括常规栅极电介质材料，诸如，热生长或者沉积的氧化物。在图1A中图解的实施例中，栅极电极21在该栅极电极21实现于其中的沟槽的底部和侧壁处邻接半导体通路4。然而，这仅是例子。根据进一步的实施例（未图解），栅极电极21仅在沟槽的侧壁处或者在沟槽的底部处邻接半导体通路4。参照图1B，晶体管器件进一步包括：漂移区域11、漏极区域12、源极区域13以及本体区域14。源极区域13布置在第一表面101的区域中，并且电连接到布置在第一表面101上的源极电极32。漏极区域12布置在第二表面102的区域中，并且电连接到布置在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生半导体器件的方法，所述方法包括：形成从半导体本体的第一表面延伸到所述半导体本体中的沟槽，以使得所述沟槽具有第一沟槽区段和邻接所述第一沟槽区段的至少一个第二沟槽区段，并且其中与在第二沟槽区段中相比所述沟槽在所述第一沟槽区段中更宽；在所述至少一个第二沟槽区段中形成第一电极，由第一电介质层将所述第一电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘；在所述至少一个第二沟槽区段中形成在所述第一电极上的电极间电介质层；以及在所述电极间电介质层上的所述至少一个第二沟槽区段中以及在所述第一沟槽区段中形成第二电极，以使得由第二电介质层将至少在所述第一沟槽区段中的所述第二电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘。

【技术特征摘要】
2013.03.25 US 13/8500371.一种用于产生半导体器件的方法，所述方法包括：形成从半导体本体的第一表面延伸到所述半导体本体中的沟槽，以使得所述沟槽具有第一沟槽区段和邻接所述第一沟槽区段的至少一个第二沟槽区段；在所述至少一个第二沟槽区段中形成第一电极，由第一电介质层将所述第一电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘；在所述至少一个第二沟槽区段中形成在所述第一电极上的电极间电介质层；以及在所述电极间电介质层上的所述至少一个第二沟槽区段中以及在所述第一沟槽区段中形成第二电极，以使得由第二电介质层将至少在所述第一沟槽区段中的所述第二电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘；其中沿着与第一表面平行的半导体本体的横截面平面，所述第一沟槽区段比第二沟槽区段更宽；并且其中所述沟槽包括连接第一沟槽区段与第二沟槽区段的锥形侧壁，侧壁的锥形在与第一表面平行的方向上形成。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述沟槽以使得与在更窄沟槽区段中相比，所述沟槽在更宽沟槽区段中更深地延伸到所述半导体本体中。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述第一沟槽区段中形成所述第二电极，以使得由在所述第一沟槽区段的侧壁上的第三电介质层将所述第二电极与所述半导体本体的半导体区域介电绝缘。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述第一沟槽区段的底部上形成电极间电介质。5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述沟槽以使得所述沟槽的宽度从在所述至少一个第二沟槽区段中的第一宽度逐渐增大到在所述第一沟槽区段中的第二宽度，其中所述第二宽度大于所述第一宽度。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将布置在所述第一沟槽区段中的所述第二电极的区段暴露在与所述半导体本体的所述第一表面相对的第二表面上。7.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述沟槽包括形成在相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：A迈泽，T施勒泽，M聪德尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE