有場電極結構單元場和終止結構間終止臺面的半導體器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有場電極結構單元場和終止結構間終止臺面的半導體器件。
【背景技術】
[0002]基于IGFET (絕緣柵場效應晶體管)單元的功率半導體器件典型地是具有半導體管芯的前側的第一表面與后側的第二表面之間的負載電流流動的垂直器件。在阻斷模式中，從前側延伸到半導體管芯中的條形補償結構耗盡形成于條形補償結構之間的半導體臺面。補償結構允許半導體臺面中的較高摻雜劑濃度而不會不利地影響阻斷性能。較高摻雜劑濃度繼而減小器件的接通狀態電阻。典型地，終止結構以下述方式在包括IGFET單元的單元場的邊緣處使半導體臺面的端部成形:在端部處要被耗盡的摻雜近似等于單元場的中央部分中所耗盡的摻雜。
[0003]提供具有低歐姆損耗和沒有問題的雪崩特性的半導體器件是所期望的。
【發明內容】
[0004]利用獨立權利要求的主題實現該目標。從屬權利要求是指另外的實施例。
[0005]根據實施例，半導體器件包括單元場，其包括多個場電極結構和單元臺面。場電極結構成行布置。單元臺面將相鄰的那些場電極結構彼此分離。每一個場電極結構包括場電極以及將場電極與半導體本體分離的場電介質。終止結構圍繞單元場。終止結構從第一表面延伸到半導體本體中，并且包括終止電極以及將終止電極與半導體本體分離的終止電介質。終止和場電介質具有相同厚度。比單元臺面更寬的終止臺面將終止結構與單元場分離。
[0006]根據另一實施例，電子組件包括半導體器件。半導體器件包括單元場，其包括多個場電極結構和單元臺面。場電極結構成行布置。單元臺面將相鄰的那些場電極結構彼此分離。每一個場電極結構包括場電極以及將場電極與半導體本體分離的場電介質。終止結構圍繞單元場。終止結構從第一表面延伸到半導體本體中，并且包括終止電極以及將終止電極與半導體本體分離的終止電介質。終止和場電介質具有相同厚度。比單元臺面更寬的終止臺面將終止結構與單元場分離。
[0007]根據另一實施例，制造半導體器件的方法包括在包含摻雜劑的半導體層的單元場中形成場電極溝槽，其中場電極溝槽成行布置并且通過由半導體層的部分形成的單元臺面而分離。在半導體層中，形成圍繞單元場的終止溝槽，其中單元場和終止溝槽之間的半導體層的部分形成終止臺面，其比單元臺面更寬。通過熱氧化形成場氧化物層，其均勻地加襯場電極和終止溝槽。
[0008]通過閱讀以下詳細描述并且查看附圖，本領域技術人員將認識到附加的特征和優點。
【附圖說明】
[0009]附圖被包括以提供本發明的進一步理解，并且被并入且構成該說明書的一部分。附圖中圖示了本發明的實施例，并且連同描述一起用于解釋本發明的原理。將容易地領會到本發明的其它實施例和旨在的優點，因為通過參考以下詳細描述它們變得更好地理解。
[0010]圖1A是根據實施例的涉及周邊終止結構以及比單元臺面更寬的終止臺面的半導體器件的示意性平面視圖。
[0011]圖1B是圖1A的半導體器件的部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0012]圖2A是根據實施例的半導體器件的部分的示意性透視橫截面視圖。
[0013]圖2B示出了圖2A的半導體器件部分中的雪崩擊穿處的電荷載流子生成。
[0014]圖3是繪出了作為終止臺面的寬度的函數的擊穿電壓用于圖示實施例的效果的示意圖。
[0015]圖4A是根據實施例的涉及具有斜角的終止結構和柵溝槽中的柵結構的半導體器件的部分的示意性水平橫截面視圖。
[0016]圖4B是沿著線B-B的圖4A的半導體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0017]圖4C是根據另外的實施例的涉及具有斜角的終止結構和嵌入場電介質中的柵結構的半導體器件的部分的示意性水平橫截面視圖。
[0018]圖4D是沿著線D-D的圖4C的半導體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0019]圖5A是用于圖示實施例的效果的根據實施例的具有斜角的半導體器件的部分示意性透視橫截面視圖。
[0020]圖5B示出了在圖5A的半導體器件部分中雪崩擊穿處的電荷載流子生成。
[0021]圖5C是圖示了涉及圖5A和5B的半導體器件的過程窗口的示意圖。
[0022]圖6A是依照實施例的涉及布置在偏移行中的八邊形場電極結構以及近似恒定寬度的終止結構的半導體器件的部分的示意性水平橫截面視圖。
[0023]圖6B是依照實施例的涉及布置在偏移行中的方形場電極結構以及具有矩形突起的終止結構的半導體器件的部分的示意性水平橫截面視圖。
[0024]圖7是根據另外的實施例的電子電路的簡化電路圖。
[0025]圖8A是在形成終止溝槽和場電極溝槽之后，用于圖示制造根據實施例的半導體器件的方法的半導體襯底的部分的示意性橫截面視圖。
[0026]圖8B是在形成犧牲氧化物層之后圖8A的半導體襯底部分的示意性橫截面視圖。
[0027]圖8C是在移除犧牲氧化物層之后圖8B的半導體襯底部分的示意性橫截面視圖。
[0028]圖8D是在形成場氧化物層之后圖8C的半導體襯底部分的示意性橫截面視圖。
[0029]圖8E是在沉積場電介質層之后圖8D的半導體襯底部分的示意性橫截面視圖。
[0030]圖8F是在沉積場電極材料之后圖8E的半導體襯底部分的示意性橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0031]在以下詳細描述中，參照附圖，其形成描述的一部分并且在附圖中通過圖示的方式示出可以在其中實踐本發明的特定實施例。要理解到，可以利用其它實施例并且可以做出結構或邏輯改變而不脫離本發明的范圍。例如，針對一個實施例所圖示或描述的特征可以用在其它實施例上或者與其它實施例結合使用以又得出另外的實施例。預期到本發明包括這樣的修改和變形。使用特定語言描述示例，這不應當被解釋為限制所附權利要求的范圍。附圖未必按照比例并且僅用于說明性目的。為了清楚起見，在不同圖中已經由對應標記指定相同元件，如果未以其它方式指明的話。
[0032]術語“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是開放式的，并且該術語指示存在所陳述的結構、元件或特征，但是不排除附加的元件或特征。冠詞“ 一 ”、“ 一個”和“該”意在包括復數以及單數，除非上下文以其它方式清楚地指示。
[0033]術語“電氣連接”描述電氣連接的元件之間的永久低歐姆連接，例如所涉及的元件之間的直接接觸，或者經由金屬和/或高度摻雜的半導體的低歐姆連接。術語“電氣耦合”包括適用于信號傳輸的一個或多個中間元件可以提供在電氣耦合的元件之間，例如可控制以臨時提供第一狀態中的低歐姆連接和第二狀態中的高歐姆電解耦合的元件。
[0034]附圖通過在摻雜類型“η”或“p”旁邊指示或“ + ”來圖示相對摻雜劑濃度。例如，“η ”意指比“η”摻雜區域的摻雜劑濃度低的摻雜劑濃度，而“η+”摻雜劑濃度具有比“η”摻雜區域更高的摻雜劑濃度。相同相對摻雜劑濃度的摻雜區域未必具有相同的絕對摻雜劑濃度。例如，兩個不同的“η”摻雜區域可以具有相同或不同的絕對摻雜劑濃度。
[0035]圖1Α-1Β是指包括多個同樣的IGFET (絕緣柵場效應晶體管)單元TC的半導體器件500。半導體器件500可以是或者可以包括IGFET，例如M0SFET(金屬氧化物半導體FET)在通常意義上包括具有金屬柵的FET以及具有非金屬柵的FET。根據另一實施例，半導體器件500可以是IGBT。
[0036]半導體器件500基于來自諸如硅(Si )、碳化硅(SiC)、鍺(Ge)、硅鍺晶體(SiGe)、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)或任何其它AmBv半導體之類的單晶半導體材料的半導體本體100。
[0037]半導體本體100具有第一表面101以及與第一表面101平行的平面第二表面102，所述第一表面101可以是近似平面的或者可以由跨越共面表面區段的平面限定。第一和第二表面101，102之間的距離由指定的電壓阻斷能力限定并且可以是至少20 μπι。根據其它實施例，距離可以處于幾百微米的范圍內。向第一和第二表面101，102傾斜的橫向表面103連接第一和第二表面101，102。
[0038]在平行于第一表面101的平面中，半導體本體100可以具有邊緣長度為幾毫米的矩形形狀。第一表面101的法向限定垂直方向，并且與垂直方向正交的方向是水平方向。
[0039]每一個晶體管單元TC包括場電極結構160，其從