带有第一和第二场电极结构的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及带有第一和第二场电极结构的半导体装置。半导体装置包含：从第一表面延伸到半导体部分中的第一和第二场电极结构。第一场电极结构包含使针状第一场电极与半导体部分绝缘的第一场电介质。第二场电极结构包含使针状第二场电极与半导体部分绝缘的第二场电介质。第二场电介质比第一场电介质更厚。在第一表面中第一和第二场电极结构的开口可以是非圆形对称的，其中第二场电极结构的开口关于第一场电极结构的开口倾斜。替选地或附加地，在第一表面中第二场电极结构的开口可以比第一场电极结构的开口更大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置的领域，具体地涉及带有第一和第二场电极结构的半导体装置。
技术介绍
功率半导体装置（例如，IGFET（绝缘栅场效应晶体管））是典型垂直装置，所述典型垂直装置带有在半导体管芯的前侧处的第一表面与在背部处的第二表面之间的负载电流流动。在阻断模式中，从前侧延伸到半导体管芯中的场电极结构耗尽半导体管芯的可耗尽部分。所述场电极结构允许在可耗尽部分中的高的掺杂剂浓度而对阻断能力没有不利影响。在可耗尽部分中的更高的掺杂剂浓度减少器件的开态电阻。期望提供带有高雪崩耐久性的半导体装置。
技术实现思路
用独立权利要求的主题来实现该目标。从属权利要求涉及进一步的实施例。根据实施例，一种半导体装置包含：从第一表面延伸到半导体部分中的第一和第二场电极结构。第一场电极结构包含使针状第一场电极与半导体部分绝缘的第一场电介质。第二场电极结构包含使针状第二场电极与半导体部分绝缘的第二场电介质。所述第二场电介质比第一场电介质更厚。在第一表面中的第一和第二场电极结构的开口是非圆形对称的。第二场电极结构的开口相对于第一场电极结构的开口倾斜。根据另一个实施例，一种半导体装置包含：从第一表面延伸到半导体部分中的第一和第二场电极结构。第一场电极结构包含使针状第一场电极与半导体部分绝缘的第一场电介质。第二场电极结构包含使针状第二场电极与半导体部分绝缘的第二场电介质。所述第二场电介质比第一场电介质更厚。在第一表面中的第二场电极结构的开口和第一场电极结构的开口两者都不是圆形对称的。第二场电极结构的开口比第一场电极结构的开口更大。根据进一步的实施例，一种半导体装置包含：从第一表面延伸到半导体部分中的第一和第二场电极结构。第一场电极结构包含使针状第一场电极与半导体部分绝缘的第一场电介质。第二场电极结构包含使针状第二场电极与半导体部分绝缘的第二场电介质。所述第二场电介质比第一场电介质更厚。在第一表面中的第二场电极结构的开口具有与第一场电极结构的开口相同的形状并且大于第一场电极结构的开口。第一和第二场电极结构两者都被形成在包含用来控制穿过半导体部分的电流流动的晶体管单元的晶体管单元区域中。根据进一步的实施例，一种制造半导体装置的方法包含：同时形成从处理表面延伸到半导体层中的第一和第二沟槽，其中沟槽的第一水平尺寸不超过与第一水平方向正交的第二水平尺寸多于5倍。加热半导体层以形成带有给第一沟槽加衬里的第一层部分以及给第二沟槽加衬里的第二层部分的电介质层，其中第二层部分比第一层部分更厚。在阅读下面的具体描述时并且在查看附图时，本领域的技术人员将认识附加的特征和优点。附图说明附图被包含以提供对本专利技术的进一步理解，并且被结合在本说明书中并组成本说明书的一部分。附图图解本专利技术的实施例并且与本描述一起用来解释本专利技术的原理。本专利技术的其他实施例和预期优点将容易被领会到，由于通过参考下面的具体描述它们变得更好理解。图1A是根据实施例的半导体装置的部分的示意性垂直截面视图，所述实施例带有具有不同宽度的场电介质的两个不同场电极结构。图1B是穿过根据实施例的包含第一和第二场电极结构的半导体装置的部分的示意性水平截面视图，所述实施例基于在半导体部分的第一表面中的场电极结构的开口的不同宽度。图1C是根据实施例的包含带有不同宽度的场电介质的两个场电极结构的半导体装置的部分的示意性水平截面视图，所述实施例基于在水平面中的第一和第二场电极结构的开口的不同取向。图2A是根据实施例的带有沟槽栅极的半导体装置的部分的示意性垂直截面视图，所述实施例与形成在不同区中的第一和第二场电极结构有关。图2B是根据另一个实施例的带有平面栅极的半导体装置的部分的示意性垂直截面视图。图2C是根据进一步的实施例的带有集成在场电极结构中的沟槽栅极电极的半导体装置的部分的示意性垂直截面视图。图2D是根据进一步的实施例的带有集成在场电极结构中的栅极电极结构的另一个半导体装置的部分的示意性垂直截面视图。图3是根据与在边缘区中的厚场电介质有关的实施例的半导体装置的部分的示意性水平截面视图。图4A是根据实施例的半导体装置的部分的示意性水平截面视图，所述实施例与在晶体管单元区域之内的一致场电极结构宽度和厚场电介质有关。图4B是根据实施例的半导体装置的部分的示意性水平截面视图，所述实施例与在晶体管单元区域之内的不同场电极结构宽度和厚场电介质有关。图5是根据与条形栅极电极有关的实施例的半导体装置的部分的示意性透视视图。图6A是在形成刻蚀掩模之后根据进一步实施例的用于图解制造半导体装置的方法的半导体衬底的部分的示意性截面视图。图6B是在通过使用刻蚀掩模刻蚀第一和第二沟槽之后图6A的半导体衬底部分的示意性截面视图。图6C是在形成带有在第一和第二沟槽中的不同厚度的层部分的电介质层之后图6B的半导体衬底部分的示意性垂直截面视图。图6D是在第一和第二沟槽中形成第一和第二场电极之后图6C的半导体衬底部分的示意性垂直截面视图。具体实施方式在下面的具体描述中，参考了附图，所述附图形成本文的部分并且在所述附图中经由图解示出了在其中可以实践本专利技术的特定的实施例。将理解的是在不脱离本专利技术的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以进行结构的或逻辑的改变。例如，针对一个实施例图解的或描述的特征能够用在其他实施例上或者结合其他实施例使用以产生又进一步的实施例。旨在本专利技术包含这样的修改和变化。使用特定的语言描述了示例，所述特定的语言不应该被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是成比例的并且仅仅为了图解性的目的。如果不另外声明，则在不同的附图中，对应的元件分别由相同的参考符号来指定。术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是开放性的，并且所述术语指示声明的结构、元件或特征的存在，但是不排除附加的元件或特征。冠词“一”、“一个”和“该”可以包含复数以及单数，除非上下文清楚地另外指示。术语“电气连接”描述在电气连接的元件之间的永久低欧姆连接，例如在有关元件之间的直接接触或者经由金属和/或高掺杂的半导体的低欧姆连接。术语“电气耦合”包含可以在电气耦合的元件之间提供适于信号传输的一个或多个介入元件，例如，可控以临时提供在第一状态中的低欧姆连接和在第二状态中的高欧姆电去耦合的电阻器或元件。附图通过紧挨着掺杂类型“n”或“p”指示“-”或“+”来图解相对的掺杂浓度。例如，“n-”意指比“n”掺杂区的掺杂浓度更低的掺杂浓度，而“n+”掺杂区比“n”掺杂区具有更高的掺杂浓度。相同相对掺杂浓度的掺杂区未必具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。图1A至1C涉及包含多个同样的晶体管单元TC的半导体装置500。半导体装置500可以是或可以包含IGFET，例如在一般意义中包含带有金属栅极的FET以及带有非金属栅极的FET的MOSFET（金属氧化物半导体FET）。根据另一个实施例，半导体装置500可以是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MCD（MOS控制的二极管）。半导体装置500基于来自诸如硅（Si）、碳化硅（SiC）、锗（Ge）、硅锗晶体（SiGe）、氮化镓（GaN）、砷化镓（GaAs）或任何其他AIIIBV半导体的单晶半导体材料的半导体部分100。在前侧处，半导体部分100具有第一表面101，所述第一表面101本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：第一场电极结构（160），从第一表面（101）延伸到半导体部分（100）中，所述第一场电极结构（160）包括使第一针状场电极（165）与半导体部分（100）绝缘的第一场电介质（161），以及第二场电极结构（180），从第一表面（101）延伸到半导体部分（100）中，所述第二场电极结构（180）包括第二场电介质（181），所述第二场电介质（181）比第一场电介质（161）更厚并且所述第二场电介质（181）使第二针状场电极（185）与半导体部分（100）绝缘，其中在第一表面（101a）中的第一和第二场电极结构（160、180）的开口是非圆形对称的，并且第二场电极结构（180）的开口关于第一场电极结构（160）的开口倾斜。

【技术特征摘要】
2015.03.05 DE 102015103211.21.一种半导体装置，包括：第一场电极结构（160），从第一表面（101）延伸到半导体部分（100）中，所述第一场电极结构（160）包括使第一针状场电极（165）与半导体部分（100）绝缘的第一场电介质（161），以及第二场电极结构（180），从第一表面（101）延伸到半导体部分（100）中，所述第二场电极结构（180）包括第二场电介质（181），所述第二场电介质（181）比第一场电介质（161）更厚并且所述第二场电介质（181）使第二针状场电极（185）与半导体部分（100）绝缘，其中在第一表面（101a）中的第一和第二场电极结构（160、180）的开口是非圆形对称的，并且第二场电极结构（180）的开口关于第一场电极结构（160）的开口倾斜。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中第一和第二场电极结构（160、180）的开口是带有或不带有圆角的矩形。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：F希尔勒，MH菲勒迈尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT