半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置(300)，该半导体装置(300)包括：掺杂的半导体衬底(302)；安置在该衬底的顶部上的外延层(304)，该外延层具有浓度比该衬底低的掺杂物；安置在该外延层的顶部上的切换区；以及安置在该外延层的顶部上的接触扩散(350)，该接触扩散(350)具有浓度比该外延层高的掺杂物；其中该外延层在该接触扩散与该衬底之间形成阻挡层。

Semiconductor device

The invention provides a semiconductor device (300), the semiconductor device (300) comprises a doped semiconductor substrate (302); placed in the top of the epitaxial layer on the substrate (304), the epitaxial layer with a dopant concentration than that of the substrate is low; the switch area on top of the placement in the epitaxial layer on the top of the well; placed in the epitaxial layer on the contact diffusion (350), contact (350) with the diffusion of dopant concentration than the epilayer; wherein the epitaxial layer in the contact with the substrate between the diffusion barrier layer is formed.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置和制造该半导体装置的方法。具体地说，本专利技术中的例子与晶体管相关，尤其是当制造成芯片级封装装置时。
技术介绍
由于芯片级封装装置在有限空间应用(例如，便携式电子装置、可穿戴电子装置或手持型装置)中的优良特性，因此该芯片级封装装置变得愈发重要。CSP装置制造的技术难题之一是印刷电路板与外界之间的输入/输出(input/output，IO)的互连技术。具体来书，对于双极结晶体管(BipolarJunctionTransistor，BJT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，MOSFET)，集电极/漏极前接触特别受关注。在一些架构中，特别是垂直架构中，集电极/漏极接触通过高度掺杂的半导体衬底而位于装置底部。对于常规的有引线装置来说，镀锡引线上的锡焊是最重要的互连技术。对于CSP装置来说，在焊接垫上具有可焊接的顶部金属可以是有利的，该焊接垫能够通过例如锡焊的常规焊接技术互连到印刷电路板。一些装置的制造过程通过深扩散、对衬底接触腐蚀或沟槽蚀刻技术使用专门的集电极/漏极接触处理步骤。这些技术可以优化装置的接触电阻。在最先进的有成本效益的半导体处理流中可能难以整合所有这些技术，尤其当涉及到有源晶片背侧时。这会导致制造垂直离散半导体装置的技术问题。此外，另外的处理步骤的成本可能难以补偿最先进的双极结晶体管和MOSFET生产流程。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种半导体装置，该半导体装置包括：掺杂的半导体衬底；安置在衬底顶部上的外延层，该外延层具有浓度比衬底低的掺杂物；安置在外延层顶部上的切换区；以及安置在外延层顶部上的接触扩散，该接触扩散具有浓度比外延层高的掺杂物；其中外延层在接触扩散与衬底之间形成阻挡层。接触扩散可以有利地提供半导体装置的背侧(包括衬底)与半导体装置的前侧(安置在与半导体装置背侧相对的表面上)之间的电耦合。接触扩散可以由此使端能够连接到装置的前侧，该前侧通过外延层连接到装置的背侧。在半导体装置的前侧上具有与安置在半导体装置的切换区上的端相同的接触扩散端可以有利地使半导体装置能够被配置成高度紧密的芯片级封装装置，而不需要提供直接物理耦合到半导体装置的背侧的端。在一个或多个实施例中，接触扩散可以在平行于衬底表面的平面中在切换区周围扩展。在一个或多个实施例中，半导体装置可以另外包括接触端，其中接触扩散可以从该接触端朝向衬底扩展，并可以通过外延层与衬底间隔开。在一个或多个实施例中，由外延层提供的接触扩散与衬底之间的阻挡层可以为至少2μm厚或至少3μm厚。在一个或多个实施例中，由外延层提供的接触扩散与衬底之间的阻挡层可以至少是外延层全厚度的20％。在一个或多个实施例中，切换区可包括多个臂，并且接触扩散可以包括在切换区的多个臂之间交错排列的多个臂。在一个或多个实施例中，金属接触扩散端可以安置在接触扩散的顶部上，并且可以在切换区的臂之间交错排列。在一个或多个实施例中，切换区可以包括：与外延层接触的基极扩散；以及安置在基极扩散的顶部上的发射极扩散，该基极扩散被配置成在发射极扩散与外延层之间形成阻挡层。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括双极结晶体管。在一个或多个实施例中，发射极扩散可以包括至少一个环路部分，该环路部分安置在基极扩散的顶部上，并在基极扩散的内部部分的周围扩展。在一个或多个实施例中，切换区的每个臂可以包括安置在基极扩散臂顶部上的发射极扩散臂。在一个或多个实施例中，沿着发射极扩散的至少一个臂的长度的至少一部分，金属发射极接触可以电连接到发射极扩散。在一个或多个实施例中，沿着基极扩散的至少一个臂的长度的至少一部分，金属基极接触可以电连接到基极扩散。在一个或多个实施例中，切换区可以包括：在外延层顶部上形成的主体扩散；在主体扩散顶部上形成的源极扩散；以及在源极扩散与主体扩散之间安置在切换区的顶部上的栅极；其中衬底可以包括半导体装置的漏极。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管，并且接触扩散可以被配置成电耦合到金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极端。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括平面MOSFET。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括垂直沟槽MOSFET。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括：栅极；源极扩散，该源极扩散被配置成在栅极周围形成环路；以及主体扩散，该主体扩散被配置成在源极扩散与栅极周围形成环路。在一个或多个实施例中，半导体装置可以包括：多个栅极部分；源极扩散，该源极扩散被配置成在多个栅极部分周围形成多个环路；以及主体扩散，该主体扩散被配置成在源极扩散和多个栅极部分周围形成多个环路。在一个或多个实施例中，芯片级封装装置可以包括半导体装置。根据本专利技术的另外的方面，提供一种提供半导体装置的方法，该方法包括：提供掺杂的半导体衬底；将外延层安置在衬底的顶部上，该外延层具有浓度比衬底低的掺杂物；将切换区安置在外延层的顶部上；以及将接触扩散安置在外延层的顶部上，该接触扩散具有浓度比外延层高的掺杂物；其中外延层在接触扩散与衬底之间形成阻挡层。在一个或多个实施例中，切换区和接触扩散可以作为单个处理步骤的一部分提供。虽然本专利技术容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在图式中示出且将详细地描述。然而，应理解，也可能存在除所描述的特定实施例以外的其它实施例。也涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。以上论述并不意图表示当前或将来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。图式和之后的具体实施方式还例示各种示例实施例。结合附图考虑以下具体实施方式可以更全面地理解各种示例实施例。附图说明现将仅借助于例子参看附图描述一个或多个实施例，附图中：图1示出了双极结晶体管的横截面图；图2示出了平面金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，MOSFET)的横截面图；图3示出了双极结晶体管的示例实施例的横截面图；图4示出了平面MOSFET的示例实施例的横截面图；图5示出了具有交错排列的集电极和基极扩散的双极结晶体管的示例实施例的平面图；图6a示出了在单个环路配置中具有发射极扩散的双极结晶体管的示例实施例的平面图；图6b示出了在多环路配置中具有发射极扩散的双极结晶体管的示例实施例的平面图；图7示出了在基极扩散周围具有集电极扩散的双极结晶体管的示例实施例的平面图；图8a示出了具有在晶体管顶部上示出的金属化堆栈的双极结晶体管的示例实施例的平面图，该双极结晶体管类似于图5的双极结晶体管。图8b示出了具有在晶体管顶部上示出的替代金属化堆栈的双极结晶体管的示例实施例的平面图，该双极结晶体管类似于图8a的双极结晶体管；图9a示出了垂直沟槽MOSFET的示例实施例的平面图，该垂直沟槽MOSFET具有交错排列的源极区和漏极区以及单个栅极结构；图9b示出了垂直沟槽MOSFET的示例实施例的平面图，该垂直沟槽MOSFET具有交错排列的源极区和漏极区以及多个栅极结构；图10a示出了具有在晶体管顶部上示出的金属化堆栈的垂直沟槽MOSFET的示例实施例的平面图，该垂直沟槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置包括：掺杂的半导体衬底；安置在所述衬底的顶部上的外延层，所述外延层具有浓度比所述衬底低的掺杂物；安置在所述外延层的顶部上的切换区；以及安置在所述外延层的顶部上的接触扩散，所述接触扩散具有浓度比所述外延层高的掺杂物；其中所述外延层在所述接触扩散与所述衬底之间形成阻挡层。

【技术特征摘要】
2015.09.29 EP 15187379.11.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置包括：掺杂的半导体衬底；安置在所述衬底的顶部上的外延层，所述外延层具有浓度比所述衬底低的掺杂物；安置在所述外延层的顶部上的切换区；以及安置在所述外延层的顶部上的接触扩散，所述接触扩散具有浓度比所述外延层高的掺杂物；其中所述外延层在所述接触扩散与所述衬底之间形成阻挡层。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述接触扩散在平行于所述衬底表面的平面中在所述切换区周围扩展。3.根据权利要求1或权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，另外包括接触端，其中所述接触扩散从所述接触端朝向所述衬底扩展并通过所述外延层与所述衬底间隔开。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述切换区包括多个臂，并且所述接触扩散包括在所述切换区的所述多个臂之间交错排列的多个臂。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，金属接触扩散端安置在所述接触扩散的顶部上，并在所述切换区的所述臂之间交错排列。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：森克·哈贝尼希特，斯特芬·霍兰，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL