半导体器件制造技术

本申请公开了一种半导体器件，该半导体器件包括：作为体区的半导体衬底；掺杂区，自体区的第一表面延伸至体区中；栅叠层，位于体区的第一表面；导电通道，包括沿体区的厚度方向贯穿体区的沟槽以及填充在沟槽内的导电材料，且导电通道与掺杂区分隔；以及漏电极，在体区的第二表面与导电通道接触，其中，栅极叠层接收控制电压，漏电极与掺杂区之间通过导电通道、掺杂区与导电通道之间的沟道导通。由于该半导体器件的导电通道连通体区的第一表面与第二表面，并且漏电极在第二表面与导电通道接触，因此在器件导通后，省去了原有的外延层与衬底，从而降低了导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件
本技术涉及半导体器件制造领域，更具体地，涉及一种半导体器件。
技术介绍
沟槽型VDMOS(verticaldouble-diffusedmetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)通过在沟槽(Trench)侧壁生长栅介质层并填充导电材料而形成栅极。这种沟槽栅结构大大提高了功率器件平面面积的利用效率，使得单位面积可获得更大的器件单元沟道宽度和电流密度，从而使器件获得更大的电流导通能力。目前沟槽型VDMOS已广泛应用于电机调速、逆变器、电源、电子开关、音响、汽车电器等多种领域。沟槽型VDMOS因含有U型沟槽结构，因此也被称为UMOS。图1示出了现有技术中UMOS器件的结构示意图。如图1所示，典型的UMOS器件包括衬底10、外延层11、体区12、U型沟槽、源区15、接触孔16以及沟道17。其中U型沟槽的侧壁形成有栅介质层13，U型沟槽内填充有作为栅极导体14的导电材料。传统UMOS器件的导通电阻包括：衬底电阻Rsub、外延电阻Repi、积累区电阻Racc、沟道电阻Rch、源极电阻Rsc、以及孔接触电阻Rcon。由于在器件导通后，垂直流动的电流(箭头方向)需要穿过整个器件，尤其是中途会流经一段高阻区——外延层11，而外延电阻Repi的阻值很大，造成了器件具有非常高的导通电阻的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种半导体器件，该半导体器件具有较小的导通电阻。本技术实施例提供的半导体器件包括：作为体区的半导体衬底，具有相对的第一表面和第二表面；掺杂区，自所述体区的第一表面延伸至所述体区中；栅叠层，位于所述体区的第一表面；导电通道，包括沿所述体区的厚度方向贯穿所述体区的沟槽以及填充在所述沟槽内的导电材料，且所述导电通道与所述掺杂区分隔；以及漏电极，在所述体区的第二表面与所述导电通道接触，其中，所述体区为第一掺杂类型，所述掺杂区与所述导电通道为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型相反，所述栅叠层接收控制电压，所述漏电极与所述掺杂区之间通过所述导电通道、所述掺杂区与所述导电通道之间的沟道导通。优选地，所述沟道靠近所述体区的第一表面。优选地，所述栅叠层包括：栅介质层，覆盖所述体区的第一表面；以及栅极导体层，位于所述栅介质层上，其中，所述栅极导体层至少与所述掺杂区和所述导电通道之间的体区对应。优选地，还包括：层间介质层，覆盖所述栅介质层与所述栅极导体层；第一导电插塞，穿过所述层间介质层和所述栅介质层，并分别与所述掺杂区和所述体区接触；第二导电插塞，穿过所述层间介质层并与所述栅极导体层接触；源电极，位于所述层间介质层表面，并与所述第一导电插塞接触；以及栅电极，位于所述层间介质层表面，并与所述第二导电插塞接触。优选地，还包括隔离层，位于所述体区的第二表面与所述漏电极之间，其中，所述导电通道穿过所述隔离层与所述漏电极接触，或者所述漏电极穿过所述隔离层与所述导电通道接触。优选地，在垂直于所述体区的厚度方向的截面上，多个所述掺杂区呈阵列排布在所述体区中，每个所述掺杂区被所述导电通道包围，其中，每个所述掺杂区与所述导电通道之间的沟道呈回字形；或者，在垂直于所述体区的厚度方向的截面上，多个所述掺杂区为长方形，沿长方形的长边方向平行排布在所述体区中，相邻的两个所述掺杂区之间至少间隔一个所述导电通道，其中，每个所述掺杂区与所述导电通道之间的沟道呈长方形。优选地，多个所述掺杂区连接至同一个所述源电极。优选地，所述导电材料包括多晶硅。优选地，所述第一掺杂类型选自P型掺杂与N型掺杂中的一种，所述第二掺杂类型选自P型掺杂与N型掺杂中的另一种。优选地，所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，其中所述第一沟槽自所述体区的第一表面向所述体区中延伸，所述第二沟槽自所述体区的第二表面向所述体区中延伸并与所述第一沟槽接触。本技术提供的半导体器件，采用半导体衬底作为器件的体区，并在体区中形成了贯穿体区的导电通道，且漏电极在体区的第二表面与导电通道接触，因此在器件导通时，漏电极和沟道之间直接通过导电通道连接。与现有技术中的UMOS器件相比，外延层与衬底电阻不再作为导通电阻的组成部分，即原本串联在传统UMOS器件中的外延电阻Repi与衬底电阻Rsub全部被消除，从而降低了导通电阻。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面的描述中的附图仅涉及本技术的一些实施例，而非对本技术的限制。图1示出了现有技术中UMOS器件的结构示意图。图2a示出了本技术一实施例的半导体器件的结构示意图。图2b示出了图2a中的半导体器件的截面示意图。图2c示出了本技术其他实施例的半导体器件的截面示意图。图3a至图3n示出了本技术第一实施例制造半导体器件的方法在各个阶段的截面图。图4a至图4d示出了本技术第二实施例制造半导体器件的方法在部分阶段的截面图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。在下文中描述了本技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本技术。本技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图2a示出了本技术一实施例的半导体器件的结构示意图。如图2a所示，本技术实施例提供的半导体器件包括：体区120、导电通道130、栅叠层140、掺杂区150、层间介质层160、第一导电插塞171、第二导电插塞172、源电极181、栅电极182、漏电极183以及隔离层109b。其中，可以直接采用半导体衬底作为体区120，体区120具有相对的第一表面与第二表面。漏电极183位于体区120的第二表面，隔离层109b位于漏电极183与体区120的第二表面之间。导电通道130包括沟槽以及填充在沟槽内的导电材料，其中该沟槽自体区120的第一表面向体区120的第二表面延伸并穿透体区120，使导电通道130穿过体区120并与漏电极183接触。其中，导电通道130的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n作为体区的半导体衬底，具有相对的第一表面和第二表面；/n掺杂区，自所述体区的第一表面延伸至所述体区中；/n栅叠层，位于所述体区的第一表面；/n导电通道，包括沿所述体区的厚度方向贯穿所述体区的沟槽以及填充在所述沟槽内的导电材料，且所述导电通道与所述掺杂区分隔；以及/n漏电极，在所述体区的第二表面与所述导电通道接触，/n其中，所述体区为第一掺杂类型，所述掺杂区与所述导电通道为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型相反，/n所述栅叠层接收控制电压，所述漏电极与所述掺杂区之间通过所述导电通道、所述掺杂区与所述导电通道之间的沟道导通。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
作为体区的半导体衬底，具有相对的第一表面和第二表面；
掺杂区，自所述体区的第一表面延伸至所述体区中；
栅叠层，位于所述体区的第一表面；
导电通道，包括沿所述体区的厚度方向贯穿所述体区的沟槽以及填充在所述沟槽内的导电材料，且所述导电通道与所述掺杂区分隔；以及
漏电极，在所述体区的第二表面与所述导电通道接触，
其中，所述体区为第一掺杂类型，所述掺杂区与所述导电通道为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型相反，
所述栅叠层接收控制电压，所述漏电极与所述掺杂区之间通过所述导电通道、所述掺杂区与所述导电通道之间的沟道导通。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述沟道靠近所述体区的第一表面。


3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述栅叠层包括：
栅介质层，覆盖所述体区的第一表面；以及
栅极导体层，位于所述栅介质层上，
其中，所述栅极导体层至少与所述掺杂区和所述导电通道之间的体区对应。


4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，还包括：
层间介质层，覆盖所述栅介质层与所述栅极导体层；
第一导电插塞，穿过所述层间介质层和所述栅介质层，并分别与所述掺杂区和所述体区接触；
第二导电插塞，穿过所述层间介质层并与所述栅极导体层接触；
源电极，位于所述层间介质层表面，并与所述第一导电插塞接触；以及
栅电极，位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周源，张小麟，李静怡，王超，张志文，朱林迪，袁波，刘恒，梁维佳，
申请(专利权)人：北京燕东微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11