半导体器件和用于形成半导体器件的方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件和用于形成半导体器件的方法。该方法包括：在半导体衬底中形成场效应晶体管结构的源极区域。该方法还包括：形成氧化物层。该方法还包括：在形成氧化物层之后，将原子类型群组中至少一种原子类型的原子并入到场效应晶体管结构的源极区域的至少一部分中。该原子类型群组包括硫族元素原子、硅原子和氩原子。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及晶体管结构的概念，并且具体来说，涉及半导体器件和用于形成半导体器件的方法。
技术介绍
期望改进半导体器件的闩锁、过电流和宇宙辐射稳健性，因为半导体器件(诸如场效应晶体管，例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT))可能遭受与闩锁、过电流和宇宙辐射有关的挑战。
技术实现思路
一些实施例涉及一种用于形成半导体器件的方法。所述方法包括：在半导体衬底中形成场效应晶体管结构的源极区域。所述方法还包括：形成氧化物层。所述方法还包括：在形成所述氧化物层之后，将原子类型群组中的至少一种原子类型的原子并入到所述场效应晶体管结构的所述源极区域的至少一部分中。所述原子类型群组包括硫族元素原子、硅原子和氩原子。一些实施例涉及一种半导体器件。所述半导体器件包括：场效应晶体管结构的本体区域，其形成在所述场效应晶体管结构的漂移区域和所述场效应晶体管结构的源极区域之间。所述半导体衬底在所述本体区域和所述漂移区域之间的p-n结处以小于1×1013cm-3的原子浓度包含硫族元素原子。所述源极区域的至少部分以大于1×1013cm-3的原子浓度包含所述硫族元素原子。一些实施例涉及一种另外的半导体器件。所述半导体器件包括：形成在半导体衬底中的场效应晶体管结构的本体区域以及相邻于所述本体区域形成的源极区域。所述源极区域的至少部分以大于1×1013cm-3的原子浓度
包含硫族元素原子。所述半导体器件还包括：接触沟槽，其延伸到所述半导体衬底中。所述半导体器件还包括：电极结构，其形成在所述接触沟槽中。所述电极结构在所述接触沟槽的底部处与所述本体区域相接触并且在所述接触沟槽的侧壁处与所述源极区域相接触。附图说明下文中将仅通过举例的方式并且参考附图来描述装置和/或方法的一些实施例，其中图1A示出了根据各个实施例的用于形成半导体器件的方法的流程图；图1B示出了根据各个实施例的用于形成半导体器件的方法的至少部分的示意性图示；图2示出了根据各个实施例的半导体器件的示意性图示；图3示出了根据各个实施例的具有接触沟槽的半导体器件的示意性图示；图4示出了注入电子电流相对于源极区域掺杂浓度的图。具体实施方式现将参考示出一些示例性实施例的附图来更全面地描述各种示例性实施例。在这些图中，为清楚起见，可能夸大线、层和/或区域的厚度。因此，虽然示例性实施例能够具有各种修改和替代形式，但在这些图中通过举例的方式示出其实施例并且将在本文中加以详细描述。然而，应当理解，并不意欲将示例性实施例限于所公开的特定形式，而是恰恰相反，示例性实施例意欲涵盖落入本公开内容的范围内的所有修改、等效物和替代物。相同的附图标记贯穿对这些图的描述指代相同或相似的元件。应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到另一元件或者可以存在中间元件。相比之下，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在有中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应以相同方式解释(例如，“在……之间”对“直接在……之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。本文所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的并且不意欲成为对
示例性实施例的限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意欲也包括复数形式，除非上下文另外明确指示。将进一步理解，当在本文中使用时，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。除非另外定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的意义相同的意义。将进一步理解，术语(例如，在常用字典中定义的那些术语)应当被解释为具有与其在相关技术的上下文中的意义相一致的意义。然而，如果本公开内容给予术语偏离所属领域的普通技术人员通常理解的意义的特定意义，则将在其中给出此定义的特定上下文中考虑此意义。图1A示出了根据一实施例的用于形成半导体器件的方法100的流程图。方法100包括：在半导体衬底中形成110场效应晶体管结构的源极区域。方法100还包括：形成120氧化物层。方法100还包括：在形成氧化物层之后，将原子类型群组中至少一种原子类型的原子并入130到场效应晶体管结构的源极区域的至少一部分中。该原子类型群组包含硫族元素原子、硅原子和氩原子。由于在形成氧化物层之后将(来自原子类型群组中的至少一种原子类型的)原子并入到源极区域中，因此可以改进场效应晶体管结构的闩锁稳健性和阻断能力。例如，形成氧化物层之后对原子的并入使得这些原子可避免与氧化物层的形成相关联的高温(大于900℃)过程，并且因此，深入散布到所述半导体衬底中(例如散布到漂移区中)的原子的数目可以减少。FET结构的源极区域可以例如通过在形成氧化物层之前将第一掺杂剂类型的掺杂剂原子并入到半导体衬底的区域中而形成110。可以例如通过植入(例如，原子从半导体衬底的(前部主)表面的至少部分的离子植入和/或扩散)来并入第一掺杂剂类型的掺杂剂原子。掺杂剂原子可以例如是施主原子(当被并入半导体衬底中时，形成n型区域)或受主原子(当被并入半导体衬底中时，导致p型区域)。例如，
在本文所述的例子中，第一掺杂剂类型的掺杂剂原子可以是指施主原子，并且第二掺杂剂类型的掺杂剂原子可以是指受主原子。第一掺杂剂类型的掺杂剂原子(施主)可以被例如并入到源极区域中，以使得在半导体衬底中形成第一导电类型(例如n型)的源极区域。第一掺杂剂类型的掺杂剂原子可以例如包括来自周期表的V族的元素(或原子)，例如磷(P)和/或砷(As)。氧化物层(例如中间氧化物层)可以例如是硅酸盐玻璃(SG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)层、硼硅酸盐玻璃(BSG)层或磷硼硅酸盐玻璃(PBSG)层或者此类层的堆叠。氧化物层可以例如形成在源极区域的表面上，例如形成在源极区域的至少部分上。此外，氧化物层可以例如形成在FET结构的其它部分上方或下方，例如在形成于半导体衬底的前部主表面处的栅极电极结构和/或其它金属化层上方。方法100可以例如还包括：在并入至少一种原子类型的原子之前，在大于900℃的温度下回火氧化物层。以此方式，可以使由于氧化物层下方的结构的拓扑结构所导致的氧化物层的边缘或不均匀拓扑结构平滑。在形成氧化物层之后，至少一种原子类型的原子可以通过将原子植入到源极区域中来被并入到源极区域中。可选地，可以相对于半导体衬底的主表面以一定倾斜植入角度(例如在1°和70°之间或在2°和50°之间或在5°和30°之间)来植入原子。例如，可以通过使用斜向植入来将至少一种原子类型的原子植入到接触沟槽的侧壁中。可以将50％以上(例如75％以上或例如90％以上)的所并入的(至少一种原子类型的)原子并入到源极区域的表面区域中。例如，表面区域可以具有小于150nm(例如在10nm至120nm之间，例如100nm)的厚度。换句话说，表面区域可以从原子的进入表面延伸到源极区域中小于150nm，例如在10nm至120nm之间，例如100nm。原子类型群组中的原子类型包括硫族元素原子，例如硫(S)、硒(Se)和碲(Te)。原子类型群组中的其它原子类型包括硅(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底中形成场效应晶体管结构的源极区域；形成氧化物层；以及在形成所述氧化物层之后，将原子类型群组中的至少一种原子类型的原子并入到所述场效应晶体管结构的所述源极区域的至少一部分中，其中，所述原子类型群组包括硫族元素原子、硅原子和氩原子，其中，在并入所述至少一种原子类型的所述原子之前，去除所述源极区域的一部分。

【技术特征摘要】
2015.02.13 DE 102015102130.71.一种用于形成半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底中形成场效应晶体管结构的源极区域；形成氧化物层；以及在形成所述氧化物层之后，将原子类型群组中的至少一种原子类型的原子并入到所述场效应晶体管结构的所述源极区域的至少一部分中，其中，所述原子类型群组包括硫族元素原子、硅原子和氩原子，其中，在并入所述至少一种原子类型的所述原子之前，去除所述源极区域的一部分。2.一种用于形成半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底中形成场效应晶体管结构的源极区域；形成氧化物层；以及在形成所述氧化物层之后，将原子类型群组中的至少一种原子类型的原子并入到所述场效应晶体管结构的所述源极区域的至少一部分中，其中，所述原子类型群组包括硫族元素原子、硅原子和氩原子，其中，在并入所述至少一种原子类型的所述原子之前，去除所述源极区域的一部分，其中，在并入所述至少一种原子类型的所述原子之后的所有过程是在低于800℃的温度下执行的。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将50％以上的所并入的所述至少一种原子类型的原子并入到所述源极区域的表面区域中，其中，所述表面区域包括小于150nm的厚度。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所述至少一种原子类型的所述原子并入到所述源极区域的至少一部分中包括：相对于所述半导体衬底的主表面以倾斜植入角度来植入所述至少一种原子类型的所述原子。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形成所述源极区
\t域包括：在形成所述氧化物层之前，将第一掺杂剂类型的掺杂剂原子并入到所述半导体衬底的区域中。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括：将接触沟槽蚀刻到所述半导体衬底中，其中，所述源极区域的表面形成所述接触沟槽的侧壁的至少一部分，并且所述半导体衬底的本体区域的表面形成所蚀刻的接触沟槽的底部的至少一部分。7.根据权利要求6所述的方法，包括：在并入所述至少一种原子类型的所述原子之后，蚀刻所述接触沟槽的所述底部处的所述本体区域的至少部分。8.根据权利要求6或7所述的方法，还包括：在并入所述至少一种原子类型的所述原子之后，将第二掺杂剂类型的掺杂剂原子并入到所述接触沟槽的所述底部处的所述本体区域中。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：在并入所述至少一种原子类型的所述原子之前，在大于900℃的温度下回火所述氧化物层。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·C·布兰特，HJ·舒尔策，A·R·施特格纳，
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