包括具有主体接触部分的晶体管的半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的各个实施例涉及包括具有主体接触部分的晶体管的半导体器件及其制造方法。一种包括在具有主表面的半导体主体中的晶体管的半导体器件。晶体管包括源极区域、漏极区域、主体区域、漂移区、和在该主体区域处的栅极电极。主体区域和漂移区沿着第一方向设置在源极区域与漏极区域之间，该第一方向平行于主表面。栅极电极设置在沿着第一方向延伸的沟槽中。半导体器件进一步包括电连接至源极区域和源极端子的源接触。源极接触设置在主表面中的源极接触开口中。半导体器件进一步包括电连接至源极端子和主体区域的主体接触部分。主体接触部分与源极区域竖直地重叠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及半导体器件领域，具体地涉及包括如下这样的晶体管的半导体器件及其制造方法，该晶体管包括主体接触部分。
技术介绍
通常使用在汽车和工业电子产品中的功率晶体管，应当具有低导通状态电阻(Ron·A)，同时获得高压阻断能力。例如，MOS(金属氧化物半导体)功率晶体管根据应用要求，应当能够阻断几十至几百或上千伏特的漏极-源极电压。MOS功率晶体管通常传导非常大的电流，该电流在大约2V至20V的通常栅极-源极电压下可以达到几百安培。一种具有进一步改进的Ron·A特性的晶体管的概念，指的是横向功率FinFET(“包括鳍的场效应晶体管”)。横向功率FinFET利用更多的块状硅，以便减少Ron，从而Ron可比得上竖直沟槽MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的Ron。在包括横向场板的晶体管中，漂移区的掺杂浓度由于该场板的补偿作用而可以提高。本专利技术的目的是提供包括具有改进性能的晶体管的半导体器件。根据本专利技术，上述目的由根据独立权利要求的要求保护的主题获得。进一步的发展在附属权利要求中定义。
技术实现思路
根据一个实施例，半导体器件包括在具有主表面的半导体主体中的晶体管。晶体管包括源极区域、漏极区域、主体区域、漂移区和在该主体区域处的栅极电极。主体区域和漂移区沿着第一方向设置在源极区域与漏极区域之间。该第一方向平行于主表面。栅极电极设置在沿着第一方向延伸的沟槽中。晶体管进一步包括电连接至源极区域和源极端子的源极接触。源极接触设置在主表面中的源极接触开口中。晶体管包括电连接至源极端子和主体区域的主体接触部分，该主体接触部分与源极区域竖直地重叠。根据另外的实施例，半导体器件包括在具有主表面的半导体主体中的晶体管的阵列。晶体管中的每个均包括源极区域、漏极区域、主体区域、漂移区和在该主体区域处的栅极电极。主体区域和漂移区沿着第一方向设置在源极区域与漏极区域之间。该第一方向平行于主表面。栅极电极设置在沿着第一方向延伸的沟槽中。晶体管进一步包括电连接至源极区域和源极端子的源极接触和电连接至源极端子和主体区域的主体接触部分，主体接触部分设置在源极接触的侧壁处。根据一个实施例，制造包括在具有主表面的半导体主体中的晶体管的阵列的半导体器件的方法分别地包括：形成源极区域，形成漏极区域，形成主体区域，形成漂移区以及形成在该主体区域处的栅极电极。主体区域和对应漂移区分别沿着第一方向设置在源极区域与漏极区域之间，该第一方向平行于主表面。栅极电极形成在沿着第一方向延伸的沟槽中。该方法进一步包括形成电连接至源极区域和源极端子的源极接触。源极接触形成在主表面中的源极接触开口中。该方法包括形成电连接至源极端子和主体区域的主体接触部分，该主体接触部分形成以与源极区域竖直地重叠。根据一个实施例，半导体器件包括在具有主表面的半导体主体中的晶体管的阵列。晶体管中的每个均包括源极区域、漏极区域、主体区域、漂移区和在该主体区域处的栅极电极。主体区域和漂移区沿着第一方向设置在源极区域与漏极区域之间，该第一方向平行于主表面。栅极电极设置在沿着第一方向延伸的沟槽中。晶体管中的每个均进一步包括电连接至源极区域和源极端子的第一源极接触、设置在半导体主体中的第二源极接触开口中的第二源极接触、以及电连接至第二源极和主体区域的主体接触部分。主体接触部分设置在第二源极接触开口的侧壁处。本领域的技术人员通过阅读以下详细说明并查看附图应了解附加特征和优点。附图说明所附附图被包含进来以提供对本专利技术的各个实施例的进一步理解，并且包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了本专利技术的各个实施例，并同说明书一起用于说明原理。本专利技术的其它实施例和许多预期优点将由于通过参照以下详细说明而变得更充分理解而容易被理解。附图的元件不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记表示对应的相似部分。图1A至图1E示出了根据一个实施例的半导体器件的各种视图。图2A至图2C示出了根据另外的实施例的半导体器件的视图。图3A至图3C示出了根据另外的实施例的半导体器件的视图。图4A至图4C示出了根据另外的实施例的半导体器件的视图。图5概述了根据一个实施例制造半导体器件的方法。图6A至图6C图示当根据一个实施例执行制造半导体器件的工艺时半导体器件的各种视图。具体实施方式在以下详细说明中，参照了对应的附图，这些对应附图构成本详细说明的一部分，并且以图示的方式在其中图示了可以实践本专利技术的具体实施例。就这点而言，方向性术语诸如“顶”、“底”、“正”、“背”、“首”、“尾”等，参照所描述的附图的定向来使用。由于本专利技术的各个实施例的部件可以定位在多个不同定向上，所以方向性术语是出于图示的目的而使用的，而非限制性的。要理解，在不背离由权利要求书限定的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以做出结构上或者逻辑上的改变。各个实施例的说明不是限制性的。具体而言，在下文中描述的各个实施例的元件可以与不同实施例的元件组合。如此处所使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是开放性术语，这些术语表示存在规定的元件或者特征，但是不排除附加的元件或者特征。“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式以及单数形式，除非上下文另有明确指示。如在本说明书中所采用的，术语“耦合”和/或“电耦合”不旨在表示元件必须直接地耦合在一起，可以在“耦合”或者“电耦合”的元件之间设置中间元件。术语“电连接”旨在描述在电连接在一起的各个元件之间的低欧姆电连接。本说明书涉及“第一”和“第二”导电类型的掺杂剂，半导体部分用该掺杂剂掺杂。第一导电类型可以是p型并且第二导电类型可以是n型，反之亦然。如通常所已知的，取决于源极区域和漏极区域的掺杂类型或极性，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的绝缘栅极场效应晶体管(IGFET)可以是n沟道或p沟道的MOSFET。例如，在n沟道的MOSFET中，源极区域和漏极区域用n型掺杂剂掺杂。在p沟道的MOSFET中，源极区域和漏极区域用p型掺杂剂掺杂。如将清楚了解的，在本说明书的上下文中，掺杂类型可以被反转。如果使用方向语言来描述具体的电流路径，则该描述将仅仅被理解为指示该路径而不是电流的极性，即电流是否从源极极流动至漏极极，或反之亦然。附图可以包括极性敏感部件，例如，二极管。如将清楚了解的，这些极性敏感部件的具体布置作为示例给出，并可以反转，取决于第一导电类型表示n型还是p型来获得所描述的功能性。附图和说明书通过在掺杂类型“n”或者“p”旁标注“-”或者“+”来图示相对掺杂浓度。例如，“n-”指低于“n”掺杂区域的掺杂浓度的掺杂浓度，而“n+”掺杂区域具有比“n”掺杂区域的掺杂浓度更高的掺杂浓度。具有相同的相对掺杂浓度掺杂区域并不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区域可以具有相同或者不同的绝对掺杂浓度。在附图和说明书中，为了更好理解，常常将掺杂部分指定为“p”或者“n”掺杂的。如要清楚理解的，该指定不旨在是限制性的。掺杂类型可以是任意的，只要实现了所描述的功能。进一步地，在所有实施例中，掺杂类型可以被反转。如在本说明书中使用的术语“横向的”和“水平的”旨在描述与半导体衬底或者半导体主体的第一表面平行的定向。该第一表面可以是，例如，晶片或者裸片的表面。如在本说明书中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括在具有主表面(110)的半导体主体中的晶体管(10)的半导体器件(1)，所述晶体管包括：源极区域(201)；漏极区域(205)；主体区域(220)；漂移区(260)；在所述主体区域(220)处的栅极电极(210)，所述主体区域(220)和所述漂移区(260)沿着第一方向设置在所述源极区域(201)与所述漏极区域(205)之间，所述第一方向平行于所述主表面(110)，所述栅极电极(210)设置在沿着所述第一方向延伸的沟槽(212)中，电连接到所述源极区域(201)和源极端子(271)的源极接触(202)，所述源极接触(202)设置在所述主表面(110)中的源极接触开口(112)中，以及电连接到所述源极端子(271)和所述主体区域(220)的主体接触部分(225)，所述主体接触部分(225)与所述源极区域(201)竖直地重叠。

【技术特征摘要】
2015.04.14 DE 102015105665.81.一种包括在具有主表面(110)的半导体主体中的晶体管(10)的半导体器件(1)，所述晶体管包括：源极区域(201)；漏极区域(205)；主体区域(220)；漂移区(260)；在所述主体区域(220)处的栅极电极(210)，所述主体区域(220)和所述漂移区(260)沿着第一方向设置在所述源极区域(201)与所述漏极区域(205)之间，所述第一方向平行于所述主表面(110)，所述栅极电极(210)设置在沿着所述第一方向延伸的沟槽(212)中，电连接到所述源极区域(201)和源极端子(271)的源极接触(202)，所述源极接触(202)设置在所述主表面(110)中的源极接触开口(112)中，以及电连接到所述源极端子(271)和所述主体区域(220)的主体接触部分(225)，所述主体接触部分(225)与所述源极区域(201)竖直地重叠。2.根据权利要求1所述的半导体器件(1)，其中所述主体接触部分(225)沿着所述源极接触开口(112)竖直地延伸。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件(1)，其中所述源极区域(201)沿着所述源极接触开口(112)竖直地延伸。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的半导体器件，其中所述源极接触开口(112)和所述源极区域(201)沿着所述第一方向布置。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述源极接触开口(112)的位置沿着不同于所述第一方向的第二方向，与所述栅极电极(210)的位置对齐。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的半导体器件，其中所述源极接触开口(112)和所述源极区域(201)沿着平行于所述主表面(110)的第二方向布置，所述第二方向不同于所述第一方向。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述源极接触开口(112)的位置相对于所述栅极电极(210)的位置，沿着所述第二方向偏移。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的半导体器件，其中所述主体接触部分(225)的部分与所述源极接触开口(112)相邻地设置。9.根据前述权利要求中的任一项所述的半导体器件，其中所述源极区域(201)和所述漏极区域(205)是第一导电类型的，并且所述主体接触部分(225)是不同于所述第一导电类型的第二导电类型的。10.一种包括在具有主表面(110)的半导体主体中的晶体管(10)的阵列的半导体器件(1)，所述晶体管中的每个均包括：源级区域(201)；漏极区域(205)；主体区域(220)；漂移区(260)；在所述主体区域(220)处的栅极电极(210)，所述主体区域(220)和所述漂移区(260)沿着第一方向设置在所述源极区域(201)与所述漏极区域(205)之间，所述第一方向平行于所述主表面(110)，所述栅极电极(210)设置在沿着所述第一方向延伸的沟槽(212)中，源极接触(202)，所述源极接触(202)电连接至所述源极区域(201)和源极端子(271)，以及主体接触部分(225)，所述主体接触部分(225)电连接至所述源级端子(201)和所述主体区域(220)，所述主体接触部分(225)设置在所述源极接触(202)的侧壁处。11.根据权利要求10所述的半导体器件(1)，其中相邻晶体管(10)的源极接触(202)设置在所述主表面(110)中的源...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·迈泽尔，T·施勒塞尔，
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