專利名稱：具有豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和次表面連接層的半導(dǎo)體裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體裝置，更具體地涉及功率半導(dǎo)體裝置及其 制備方法。
背景技術(shù)：
金屬一氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)電晶體(MOSFET)是最常見的功 率轉(zhuǎn)換裝置。MOSFET裝置包括源極區(qū)(source region )、漏極區(qū)(drain region)、在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)(channel region )，以及 鄰近溝道區(qū)構(gòu)造的柵極結(jié)構(gòu)。該柵極結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)性柵極層，該柵極 層被構(gòu)造臨近于溝道區(qū)，但由薄介質(zhì)層與溝道區(qū)分離。
當(dāng)MOSFET裝置處于接通狀態(tài)(on state)，將電壓應(yīng)用于所述 柵極結(jié)構(gòu)以在源極區(qū)和漏極區(qū)間形成傳導(dǎo)溝道區(qū)，其允許電流流經(jīng)所 述裝置。在關(guān)閉狀態(tài)下，應(yīng)用于柵極結(jié)構(gòu)的任意電壓足夠低以便不會(huì) 形成傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)溝道，從而不會(huì)產(chǎn)生電流。當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，該裝置 必須在源極區(qū)和漏極區(qū)間支持高電壓。
擊穿電壓(BVdss)和接通狀態(tài)(Rdson)是兩種針對高電壓功 率—轉(zhuǎn)換裝置的重要的裝置參數(shù)。對于具體應(yīng)用而言，需要最小擊穿
電壓，且在實(shí)踐中，設(shè)計(jì)者一般能夠滿足BVdss規(guī)格。然而，其經(jīng)常 是以Rdson為代價(jià)。該性能的平衡(trade-off)對于高壓功率一轉(zhuǎn)換 裝置的制造商和用戶是很大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
近來，流行采用超結(jié)(superjunction )裝置提高在Rdson和BVdss 之間的平衡。在傳統(tǒng)的n溝道超結(jié)裝置中，多個(gè)重?fù)诫sn型和p型擴(kuò) 散區(qū)替換一個(gè)輕摻雜n型外延區(qū)。在接通狀態(tài)下，電流流經(jīng)重?fù)诫sn 型區(qū)，其降低了 Rdson。在關(guān)閉或鎖定狀態(tài)下，該重?fù)诫sn型和p型區(qū)彼此耗盡或補(bǔ)償以提供高BVdss。盡管從裝置性能的觀點(diǎn)來看超結(jié) 裝置的前景仍然被看好，但在完美耐用的裝置結(jié)構(gòu)及制造方法的方面 仍存在挑戰(zhàn)。
因此，需要高電壓功率轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)和制造方法以提供較低的 Rdson、較高的BVdss和更好的魯才奉斗生能(robust performance )。


圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的放大的局部截
面圖；和
圖2 14圖示制造工藝的各個(gè)階段的圖1所示半導(dǎo)體裝置的放大
的局部截面圖。
為了使視圖簡潔清楚，沒有必要按照比例來繪制附圖中的元件， 且在不同附圖中的相同的參考編號一般指示相同的元件。另外，為了 使描述簡潔，可以忽略已知步驟和元件的描述和細(xì)節(jié)。如本文所使用
的載流電極是指運(yùn)載電流通過裝置(諸如MOS電晶體的源級或漏極 或者雙極電晶體的集電極或者二極管的陰極或陽極)的裝置元件，且 控制電極是指控制電流通過裝置(諸如雙極電晶體的基極或者M(jìn)OS 電晶體的柵極)的裝置元件。盡管該裝置是按照本文的某些N型溝道 裝置來解釋的，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將理解P型溝道裝置和補(bǔ)償裝 置根據(jù)本發(fā)明也是可能的。為了使附圖清楚，圖示裝置結(jié)構(gòu)的摻雜區(qū) 一般具有直線邊界和角度精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)角。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解 由于摻雜物的擴(kuò)散和激活，摻雜區(qū)的邊界基本上不是直線且轉(zhuǎn)角不是 精確的角度。
另外，本說明書的結(jié)構(gòu)可以具體表達(dá)單元基極設(shè)計(jì)(其中所述主 體區(qū)是多個(gè)不同的且分離的單元區(qū))或單個(gè)基極設(shè)計(jì)(其中所述主體 區(qū)是伸張形單個(gè)區(qū)域，該單個(gè)區(qū)域一般為具有附件連接的蛇形或中心 部分)。然而，為了便于理解，貫穿本說明書，本說明書的裝置將作 為單元基極設(shè)計(jì)來敘述。應(yīng)該理解的是，本公開意圖包括單元基極設(shè) 計(jì)和單個(gè)基極設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的絕緣柵場效應(yīng)電晶體
(IGFET) 、 MOSFET、超結(jié)裝置、超結(jié)結(jié)構(gòu)、電荷補(bǔ)償?shù)幕蜣D(zhuǎn)換裝 置或單元IO。舉例說明，裝置10在很多裝置中，諸如與邏輯集成和/ 或其它進(jìn)入半導(dǎo)體芯片(作為功率集成電路的部分)的部件?；蛘?， 裝置IO在這樣的裝置(集成在一起以形成分立式電晶體裝置)中。
裝置10包括半導(dǎo)體材料ll的區(qū)，其包括例如，n型硅基片12， 其具有在約0.001至約0.01歐姆-cm的范圍的電阻系數(shù)，且可以摻雜 砷或磷。在所示的實(shí)施方式中，基片12提供針對裝置10的漏極區(qū)， 其臨近于導(dǎo)體層13。半導(dǎo)體層14在基片12中或其上形成且為n型或 p型且摻雜足夠輕以便不影響在下文敘述的槽補(bǔ)償中的電荷平衡。在 一個(gè)實(shí)施方式中，使用普通外延生長技術(shù)來形成層14。在一個(gè)適于 600伏特裝置的實(shí)施方式中，層14摻雜n型或p型，其摻雜物濃度為 約1.0xl0"原子/cn^至約5.0x10"原子/cm、且具有在約40微米至約 60微米的數(shù)量級的厚度。請注意，盡管半導(dǎo)體層14在該附圖中所示 比基片12厚，但實(shí)際上基片12更厚。為便于理解，在附圖中以這種
方式來表示o
在一個(gè)實(shí)施方式中，層14的一部分在裝置10的活性區(qū)部分摻雜 p型，而層14的另外部分摻雜在裝置的邊緣端部分摻雜n型。層14 的厚度取決于裝置10的所需的BVdss率而增大或減小。在另外的實(shí) 施方式中，半導(dǎo)體層14包括分度的具有半導(dǎo)體層14 (具有更高的接 近于基片12的摻雜物濃度)的摻雜物分布，以及對于其厚度至主表 面18的平衡而逐漸地或突然地轉(zhuǎn)換至較低濃度。
其它材料用于半導(dǎo)體材料11或其部分的體，包括硅1、硅一 鍺一碳、碳一摻雜的硅、in-材料等等。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將
理解絕緣的雙級電晶體(IGBT)裝置yi8本結(jié)構(gòu)獲得，例如通過將基 片12的傳導(dǎo)性類型改變?yōu)閜型(即與半導(dǎo)體層14相反)。
裝置10進(jìn)一步包括彼此分離的填充的槽，補(bǔ)償槽、半導(dǎo)體材料
7填充的槽、電荷補(bǔ)償?shù)牟蹍^(qū)、深槽電荷補(bǔ)償區(qū)、電荷補(bǔ)償填充槽、補(bǔ)
償槽、固定的豎直的電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)、或固定的電荷補(bǔ)償區(qū)22。如本文 所使用的，電荷補(bǔ)償一般指導(dǎo)電類型相反的層的總電荷基本上平衡或 相等。電荷補(bǔ)償?shù)奶畛涞牟?2包括半導(dǎo)體材料220的多個(gè)層或復(fù)合 層，包括傳導(dǎo)(即至少n型和p型的一個(gè))類型相反的至少兩個(gè)層， 其可以由固定的、緩沖或輕摻雜半導(dǎo)體(多個(gè))層分離。如圖l所示， 材料20包括n型半導(dǎo)體材料的層221，該材料沿所述槽的側(cè)壁表面連 接半導(dǎo)體層14。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，層221具有與源極區(qū)33導(dǎo)電類型相同的 導(dǎo)電類型，并且當(dāng)裝置10處于接通狀態(tài)時(shí)形成初級豎直低電阻電流 途徑，該電流從該溝道至該漏極。由補(bǔ)償p類型半導(dǎo)體材料的層222 形成覆蓋層221。例如，n類型層221和p類型層222具有摻雜物濃 度，其數(shù)量級為約1.0xl0"至約1.0xl0"原子/cm3，且各個(gè)具有約O.l 微米至約0.4微米的厚度。當(dāng)裝置IO處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，p類型層222 和n類型成221彼此補(bǔ)償以提供增加的BVdss特征。盡管圖1中沒有 示出緩沖層，但可以理解，其可以存在于制造的更早的步驟中。在優(yōu) 選的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體材料220的層包括單一晶體半導(dǎo)體材料。關(guān) 于電荷補(bǔ)償?shù)牟?2和半導(dǎo)體材料220的層的另外的細(xì)節(jié)結(jié)合圖4和 圖5在下文中描述。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，裝置10包括介質(zhì)層28，其由半導(dǎo)體材料 220的覆蓋層。在一個(gè)實(shí)施方式中，介質(zhì)層28是具有約0.2微米厚度 的摻雜二氧化硅層。在所示的實(shí)施方式中，構(gòu)造電荷補(bǔ)償?shù)牟?2或 用空的或用密封的位于中心的核心29形成，且用插頭結(jié)構(gòu)91來封閉。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，插頭91包括單個(gè)晶體半導(dǎo)體材料，其沿半導(dǎo) 體材料220的層的在上部分向外生長以密封電荷補(bǔ)償?shù)牟?2。在一個(gè) 實(shí)施方式中，單個(gè)晶體半導(dǎo)體材料隨后被平整化，以便插頭91的上 表面接近于主表面18。在另外的實(shí)施方式中，電荷補(bǔ)償?shù)牟?2是無 孔的，且用材料填充，所述材料諸如電介質(zhì)、多晶體半導(dǎo)體材料、單 晶體半導(dǎo)體材料或其組合。盡管未示出，據(jù)了解，在裝置10的形成過程中，來自高摻雜基 片12的n型摻雜物擴(kuò)散進(jìn)入電荷補(bǔ)償槽22的下部，從而基片12內(nèi) 的電荷補(bǔ)償槽22的那些部分成為更重?fù)诫s化n型部分。
裝置IO還包括槽、基板、形成在半導(dǎo)體層14內(nèi)并在電荷補(bǔ)償槽 22之間毗鄰其的主體或摻雜區(qū)31。主體區(qū)31從半導(dǎo)體材料11的主 表面18伸出。在一個(gè)實(shí)施方式中，主體區(qū)31具有p型傳導(dǎo)率，并且 其摻雜濃度適于形成起裝置10的傳導(dǎo)溝道45作用的反轉(zhuǎn)層。主體區(qū) 31自主表面18延伸約1.0-5.0微米的深度。如上所述，主體區(qū)31包 括多個(gè)獨(dú)立分散區(qū)，或者包括具有選擇性形狀的連通的單個(gè)或一般擴(kuò) 散區(qū)。
N型源才及區(qū)33形成在主體區(qū)31內(nèi)部或上方，并且自主表面18 延伸約0.2-0.5微米的深度。在所示出的實(shí)施方式中，部分主表面18 向下延伸，之后從源極區(qū)33的邊界向上延伸，從而通過源極接點(diǎn)層 63使得源極區(qū)33的水平表面和豎直表面形成接觸。在每個(gè)主體區(qū)31 的至少一部分內(nèi)形成p型主體接觸區(qū)36。主體沖妄觸區(qū)36#皮構(gòu)造以對 主體區(qū)31提供較低的接觸電阻，并且降低在源極區(qū)33下方的抑制寄 生雙極效應(yīng)的主體區(qū)31的片電阻。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，如圖1所示，主體接觸區(qū)36和主體區(qū)31 覆蓋于電荷補(bǔ)償槽22的上方，此外構(gòu)造源級接觸層63以對電荷補(bǔ)償 槽22內(nèi)的p型層222提供歐姆接觸并建立與電荷補(bǔ)償槽22內(nèi)的p型 層222的連續(xù)性。該歐姆接觸結(jié)構(gòu)被構(gòu)造以對p型層222提供接地結(jié) 構(gòu)，用以消除主表面18的橫向電場并提高裝置10的擊穿電壓性能。 該結(jié)構(gòu)還消除存在于主表面18的鄰近和存在于電荷補(bǔ)償槽22的內(nèi)部 或鄰近的任何缺陷的影響。裝置10的該結(jié)構(gòu)大大簡化了與層222接 觸的能力，這對于最優(yōu)化裝置性能是必須得。尤其是，使得裝置10 避免了在電荷補(bǔ)償槽22的上部使用任何復(fù)雜形貌，以簡化了歐姆接 觸結(jié)構(gòu)和方法。
裝置10進(jìn)一步包括毗鄰主體區(qū)31和源極區(qū)33的溝槽閘或控制 結(jié)構(gòu)157?？刂平Y(jié)構(gòu)157與鄰近的電荷補(bǔ)償槽22橫向相隔。也就是說，控制結(jié)構(gòu)157不覆蓋于電荷補(bǔ)償槽22的上方。溝槽閘結(jié)構(gòu)157包括 閘槽158和形成在閘槽158上方的閘介質(zhì)層43。在一個(gè)實(shí)施方式中， 閘介質(zhì)層43包括氧化硅，并且其厚度約為0.05-0.1微米。在另一實(shí)施 方式中，閘介質(zhì)層43在閘槽158的下表面處具有一厚度，該厚度大 于沿閘槽158的側(cè)壁的閘介質(zhì)層43的厚度。在替代實(shí)施方式中，閘 介質(zhì)層43包括氮化硅、五氧化鉭、二氧化鈦、鈦酸鍶鋇或其包括與 氧化硅等的組合的組合。
溝槽閘結(jié)構(gòu)157進(jìn)一 步包括形成在控制槽或閘槽158內(nèi)的導(dǎo)電閘 區(qū)57，并且該結(jié)構(gòu)位于閘絕緣層43的上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，源 極區(qū)33介于導(dǎo)電閘區(qū)57和電荷補(bǔ)償槽22之間。例如，導(dǎo)電閘區(qū)57 包括n型多晶硅。如圖所示，盡管導(dǎo)電閘區(qū)57向下凹入主表面18， 導(dǎo)電閘區(qū)57可伸出主表面18。溝槽閘結(jié)構(gòu)157凈皮構(gòu)造以控制溝道45 的形成和裝置10內(nèi)的電流傳導(dǎo)。
為了易化次表面(sub-surface)的電流通路，裝置10進(jìn)一步包 括n型摻雜層或次表面摻雜層26。具體地構(gòu)造摻雜層26以在溝道45 的漏極端和n型層221之間提供次表面?zhèn)鲗?dǎo)通路。該摻雜層26是在 電荷補(bǔ)償槽22內(nèi)的主傳導(dǎo)層或豎直傳導(dǎo)通路。即，裝置10內(nèi)的電流 豎直通過溝道45，之后水平通過摻雜層26，隨后豎直通過層221。摻 雜層26被構(gòu)造，從而電流通過導(dǎo)電類型(p型)與摻雜層26 (n型) 相反的主體區(qū)31和主體接觸區(qū)36與主表面18相隔離。該隔離結(jié)構(gòu) 保持傳導(dǎo)通路遠(yuǎn)離在表面附近的缺陷區(qū)，從而避免任何傳導(dǎo)相關(guān)問 題。此外，接地的p型層222的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步隔斷任意高缺陷密度區(qū)對 主傳導(dǎo)通路的影響。另外，通過安置主體區(qū)31和主體接觸區(qū)36以使 其覆蓋于摻雜區(qū)26上方，提供環(huán)繞n型層221和摻雜層26的優(yōu)選凹 形結(jié)。這有利于提高BVdss (擊穿電壓)。
裝置10進(jìn)一步包括形成在主表面18上方的層間介質(zhì)區(qū)48。該 層間介質(zhì)區(qū)48 ^皮圖形化以對主體4妄觸區(qū)36和源極區(qū)33提供開口。 層間介質(zhì)區(qū)48的一部分覆蓋于溝槽閘結(jié)構(gòu)57的左上方以隔離傳導(dǎo)閘 區(qū)57。例如，層間介質(zhì)區(qū)48包括例如沉積氧化物的氧化硅，并且其厚度約為0.4-1.0微米。
源級接觸層63形成在主表面18上方，并且其與源極區(qū)33和主 體接觸區(qū)36相接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，源級接觸層63包括鈦/氮化 鈦?zhàn)钃鯇雍驮谧钃鯇由戏叫纬傻墓桎X合金等。漏極接觸層13形成在 半導(dǎo)體材料11的反表面上方，并且例如其包括可軟焊金屬結(jié)構(gòu)，例 如鈦鎳銀、鉻鎳金等等。
總而言之，裝置10的結(jié)構(gòu)和方法是將主傳導(dǎo)層221布置在鄰近 電荷補(bǔ)償槽22的側(cè)壁表面處。裝置IO使用溝槽閘的控制結(jié)構(gòu)157， 該控制結(jié)構(gòu)157使得溝道45的漏極端與主表面18或次表面相隔。裝 置10將電連接溝道45的次表面漏極端和主傳導(dǎo)層221的次表面漏極 層26并入電荷補(bǔ)償槽22內(nèi)。該方法移動(dòng)主電流溝道遠(yuǎn)離裝置的表面， 這使其更容易抑制問題和缺陷從而提高性能。此外，因如此構(gòu)造裝置 IO的主電流溝道，所以筒化了在p型補(bǔ)償摻雜層222、主體區(qū)31、主 體接觸區(qū)36和源級接觸區(qū)63之間形成歐姆接觸結(jié)構(gòu)。
裝置10的操作運(yùn)行如下。假設(shè)源級終端63在零伏特電勢Vs下 正在操作，傳導(dǎo)閘區(qū)157接受大于裝置10的傳導(dǎo)閾值的控制電壓 VG=5.0伏特，并且漏極終端13在漏才及電勢VD=5.0伏特下操作。VG 和Vs電壓值使得主體區(qū)31反置鄰近的傳導(dǎo)閘區(qū)157以形成電連接源 極區(qū)33和摻雜區(qū)26的豎直溝道45。裝置電流In流自漏極終端13， 并且按路線流過n型層221、摻雜層26、溝道45、源極區(qū)33到達(dá)源 級終端63。因此，電流In豎直流過n型層221以使電阻降低，并水 平流過保持電流通路與主表面18相隔的次表面摻雜層26。在一個(gè)實(shí) 施方式中，Id等于1.0安培。為了將裝置IO切換到關(guān)閉狀態(tài)，對傳導(dǎo) 閘區(qū)157施加低于裝置的傳導(dǎo)閾值的控制電壓Vg(例如，Vg小于5.0 伏特)。這使得離開通過45，并且Io不再流過裝置10。在關(guān)閉狀態(tài) 下，n型層221和p型層222彼此補(bǔ)償作為延伸自主阻擋結(jié)的耗盡區(qū)， 該耗盡區(qū)提高BVdss。裝置10的另一優(yōu)點(diǎn)是p型補(bǔ)償摻雜區(qū)222、主 體區(qū)31、主體接觸區(qū)36和源級接觸區(qū)63之間的簡化的歐姆接觸提高 切換特性。例如，裝置10從開啟狀態(tài)切換至關(guān)閉狀態(tài)，歐姆接觸更加有效地從該結(jié)構(gòu)引出電子和空穴?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2-14，描述了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的用于形成裝置10 的工藝。圖2示出在制造初始階段的裝置10的局部截面放大示意圖。 連同上述圖1提供具有半導(dǎo)體材料體11的材料特征的范例。在初始 階段，介質(zhì)層40形成在主表面18的上方，并且其包括例如約0.2微 米厚度的熱氧化層。之后在介質(zhì)層40上方形成包括不同于介質(zhì)層40 的材料的介質(zhì)層44。舉例說明，如果第一介質(zhì)層40是氧化硅，介質(zhì) 層44是氮化硅。在一個(gè)實(shí)施方式中，介質(zhì)層44約為0.2#:米厚度的 氮化硅，并且其是使用傳統(tǒng)沉積技術(shù)形成的。其次，在介質(zhì)層44上 方形成介質(zhì)層46,該介質(zhì)層46包括約0.6孩么米厚度的沉積二氧化硅。 這些層為后續(xù)處理工藝提供一個(gè)硬膜結(jié)構(gòu)樣本112。圖3示出在制造后續(xù)階段的裝置10的局部截面放大示意圖。使 用傳統(tǒng)的光刻和材料去除技術(shù)圖形化硬膜結(jié)構(gòu)112以形成暴露部分主 表面18的開口72。舉例說明，開口 72的寬度74約為3.0-4.0微米。 其次，形成穿過開口 72并從主表面18延伸入半導(dǎo)體層14的溝槽122。 在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層14在相鄰的兩個(gè)溝槽122之間的寬度 75約為2.0-3.0微米。為了易于理解本實(shí)施方式，如圖所示，寬度75 大于寬度74，并且寬度75可小于或等于74。在一個(gè)實(shí)施方式中，溝 槽122延伸入至少襯底12的一部分。溝槽122的深度由作為BVdss 的函數(shù)的半導(dǎo)體層14的厚度所確定。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用基于化學(xué)用氟或氯進(jìn)行蝕刻的深反應(yīng)離 子蝕刻(DRIE)形成溝槽122。幾個(gè)技術(shù)包括冷凍、高密度等離子體 或博世DRIE (Bosch DRIE)處理可供DRIE蝕刻溝槽122。在一個(gè) 實(shí)施方式中，溝槽122的側(cè)壁基本豎直。在替代實(shí)施方式中，溝槽122 具有錐形剖面，其中覆蓋于溝槽下表面的溝槽寬度小于寬度74。盡管 如前所述溝槽122是復(fù)數(shù)的，不用說溝槽122也可是單個(gè)連續(xù)溝槽或 連通的溝槽陣。或者，溝槽122可以是具有密封端并由部分半導(dǎo)體材 料體11分隔的多個(gè)獨(dú)立槽。溝槽122的深度在約3.0-100微米的范圍 內(nèi)。圖4示出在制造后期階段的裝置10的部分截面放大示意圖。此 階段，在溝槽122內(nèi)形成、生長或沉積半導(dǎo)體材料層220作為形成電 荷補(bǔ)償溝槽22的第一步。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用單晶半導(dǎo)體外延 生長技術(shù)形成半導(dǎo)體材料層220。在第一步驟中，在溝槽122的側(cè)壁上形成例如熱氧化物的薄氧化 層(未示出)以消除由材料去除步驟造成的任何表面損傷。然后使用 傳統(tǒng)各向同性蝕刻技術(shù)去除該薄氧化層(例如10: l的濕法氧化物剝 離)。其次，將半導(dǎo)體材料11放入外延生長反應(yīng)室，并且第一步在 外延生長反應(yīng)室內(nèi)預(yù)清洗該半導(dǎo)體材料。如果選取硅作為半導(dǎo)體材料 用于形成半導(dǎo)體材料層220，例如三氯硅烷(SiHCl3) 、 二氯甲硅烷 (SiH2Cl2)、珪烷(SiH4)或乙硅烷(Si2H6)的硅源氣體適用于形 成這些層。現(xiàn)在根據(jù)圖5描述半導(dǎo)體材料層220的優(yōu)選實(shí)施方式的形成，圖 5是圖4所示溝槽122的一部分5的局部截面示意圖。在優(yōu)選實(shí)施方 式中，以連續(xù)方式在外延反應(yīng)器內(nèi)部生長組成半導(dǎo)體材料層220的任 何層。此外，發(fā)現(xiàn)當(dāng)形成半導(dǎo)體材料層220時(shí)，減壓外延反應(yīng)器是首 選的。具體地，優(yōu)選設(shè)定外延生長條件以提供約等于或大于溝槽122 的深度的平均自由程。還優(yōu)選溝槽122的高寬比在約1: 1-30: 1的范 圍內(nèi)以提供高質(zhì)量外延層。進(jìn)一步優(yōu)選使用選擇性外延生長工藝以避免在介質(zhì)層46上方生 長外延硅，這將產(chǎn)生多晶硅。通過向外延生長腔室添加足夠抑制介質(zhì) 層上的硅生長的劑量的氯化氬氣體而控制選擇性生長。優(yōu)選，當(dāng)使用 二氯甲硅烷或硅烷作為硅源氣體，設(shè)定氯化氫流速在大于零至約4-5 倍硅源氣體的流速的范圍內(nèi)。在替代實(shí)施方式中，生長隔氧層(blanket layers)(即，除溝槽122之外在主表面18上方生長的層)，并且使 用平整化技術(shù)去除覆蓋于主表面18上的部分隔氧化層。在所示的實(shí)施方式中，首先沿溝槽122的表面形成厚度約 0.05-0.1微米的本征層21。本征層21優(yōu)先是不摻雜的，尤其是其作用 為消除在溝槽122的側(cè)壁和下表面上的任何不規(guī)則。然后用適合的磷、砷或銻摻雜源在層21上方形成n型層23。在一個(gè)實(shí)施方式中，n型 層23是輕摻雜的，并且其摻雜濃度大約為1.0xl0"-1.0x1017原子/cm3。 n型層23的厚度一般小于約1.0微米，并且厚度的優(yōu)選范圍為約 0.1-0.4微米。其次，本征層24形成在n型層23的上方，并且其厚度為約0.1-0.4 微米。優(yōu)選，本征層24是不摻雜的。之后，以硼作為適當(dāng)?shù)膿诫s源 在第二本征層24上方形成p型層25。舉例說明，p型層25的摻雜濃 度大約為1.0xl015-1.0xl017原子/cm、P型層25的厚度一般小于約1.0 微米，并且厚度的優(yōu)選范圍為約0.1-0.3微米。本征層24的一個(gè)目的 在于通過降低在低漏極電壓時(shí)的層23和25的相互耗盡而提高傳導(dǎo)， 這提供較高的傳導(dǎo)率。其次，本征層27形成在p型層25的上方，并且其厚度約0.1-1.0 微米。在后續(xù)熱處理過程中，在n型層23內(nèi)的n型摻雜物擴(kuò)散入本 征層21和24內(nèi)以形成如圖1和4所示的n型層221，并且p型層25 擴(kuò)散入本征層24和27內(nèi)以形成如圖1和4所示的p型層222。為了 易于理解，未在其它圖中示出在圖5內(nèi)所示出的多層。設(shè)置n型層221 和p型層222的摻雜濃度和厚度以在裝置10運(yùn)行過程中提供適當(dāng)平 衡的電荷。在優(yōu)選實(shí)施方式中，溝槽122的中心或中心部分是左開的 (即，該部分沒有完全被固體材料所填充)。此外，在優(yōu)選實(shí)施方式 中，在形成半導(dǎo)體材料層220之后，清除外延反應(yīng)器內(nèi)的氯化氫、源 氣體和摻雜氣體，并且在升高的溫度下將裝置10暴露給氫氣。這平 滑半導(dǎo)體材料層220的外部表面的形貌，這尤其提高包括形成插頭91 的后續(xù)處理工藝。圖6示出在制造的更進(jìn)一步階段中的裝置10的局部截面放大示 意圖。第一介質(zhì)層形成在主表面18和在溝槽122內(nèi)的半導(dǎo)體材料層 220的上方。舉例說明，該第一介質(zhì)層包括氧化物。在一個(gè)實(shí)施方式 中，形成0.02微米的干氧化物，隨后沉積約0.2微米的氧化物。其次， 在第一介質(zhì)層上方形成第二介質(zhì)層。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二介質(zhì)層 包括約O.l微米的氣化硅。使用傳統(tǒng)的沉積技術(shù)形成第一或第二介質(zhì)層。之后，使用傳統(tǒng)的干法蝕刻技術(shù)回蝕第一和第二介質(zhì)層剩下在溝槽122內(nèi)的每個(gè)材料的介質(zhì)閣圈、閣圏層或介質(zhì)層28和62，如圖6 所示。在所述的范例中，層28包括約0.02微米的干氧化物和約0.2 微米的沉積氧化物，并且層62包括約0.1微米的氮化硅。其次，如示出進(jìn)一步處理之后的裝置10的局部截面放大示意圖 的圖7所示，將介質(zhì)層28暴露給附加的選擇性蝕刻步驟以去除介質(zhì) 層的上部，從而介質(zhì)層28自介質(zhì)層62的上表面凹陷。舉例說明，如 果介質(zhì)層28包括氧化物，那么使用稀釋的氟化氫濕法蝕刻(即，稀 釋比10: 1約8-11分鐘的蝕刻)使介質(zhì)層28向介質(zhì)層62下方大約凹 陷1.2微米。在這些步驟中，還可去除介質(zhì)層46。如圖8所示，之后 可使用傳統(tǒng)材料去除技術(shù)去除介質(zhì)層62和44.圖9示出在附加處理工藝之后的裝置10的局部截面的放大示意 圖。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，在溝槽122的剩余開口內(nèi)，在介質(zhì)層28上 方，沿半導(dǎo)體材料層220的外露部分形成外延插頭、單晶插頭、半導(dǎo) 體材料插頭或半導(dǎo)體插頭區(qū)91。根據(jù)該實(shí)施方式，插頭91包括導(dǎo)電 類型與半導(dǎo)體層14相反的外延半導(dǎo)體材料。在如圖所示的實(shí)施方式 中，插頭91是p型的。在一個(gè)實(shí)施方式中，插頭91的摻雜濃度在約 1.0x1017原子/cm3和1.0xl0"原子/cm3之間。在替代實(shí)施方式中，插 頭91是不摻雜的。優(yōu)選，使用減壓和選擇性外延生長技術(shù)形成插頭 91。在一個(gè)用于形成插頭91的實(shí)施方式中，二氯二曱烷源氣體與氫 和HC1 —起使用，使得只對槽122的上部選擇性生長。在替代的實(shí)施 方式中，使用甲硅烷、乙硅烷或三氯甲硅烷源氣體。依據(jù)所選擇的生 長溫度，將反應(yīng)器壓力設(shè)置在約十托至大氣壓力的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí) 施方式中，使用單個(gè)晶片反應(yīng)器，其反應(yīng)器壓強(qiáng)約為20托。二氯甲 硅烷的適宜的生長溫度范圍為從約950攝氏度至約1050攝氏度。甲 硅烷或乙硅烷的適宜的生長溫度范圍為從約575攝氏度至約700攝氏 度。三氯氯甲硅烷的適宜的生長溫度范圍為從約1050攝氏度至約1175 攝氏度。在較高生長溫度時(shí)必須謹(jǐn)慎，以避免在各種外延層或裝置10的摻雜區(qū)中不必要的摻雜劑的混合。在一個(gè)實(shí)施方式中，插頭91的 厚度在約0.10微米至約0.60微米的范圍內(nèi)。通過實(shí)施方式的方法， 依據(jù)插頭91的預(yù)期的結(jié)構(gòu)對厚度進(jìn)行調(diào)整(例如，接近閉合、完全 閉合或過度生長)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)使用選擇性的外延生長和二氯甲硅烷時(shí)， 采用約0.30微米每分鐘的生長率。當(dāng)使用非選擇性技術(shù)和二氯曱硅烷 時(shí)，采用范圍在約1.0微米每分鐘至約2.0微米每分鐘的生長率。氣 體流速依據(jù)反應(yīng)器構(gòu)型，并根據(jù)必須的生長條件和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定。在 一個(gè)實(shí)施方式中，在選擇性生長過程中使用下面的氣體流速范圍，以 在閉合的構(gòu)型中使用二氯甲硅烷形成插頭91:氫為30-40標(biāo)準(zhǔn)升每分 鐘(slm) ， HC1為0.70-0.80 slm， 二氯曱硅烷為0.20-0.25 slm。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，構(gòu)造插頭91以密封槽122的空隙29, 并使用介質(zhì)/多晶或多晶填充技術(shù)，以最小的缺陷和對結(jié)構(gòu)可忽略不計(jì) 的壓力進(jìn)一步構(gòu)造以密封。通過遏制缺陷和壓力，改善了裝置10的 可靠性和質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施方式中，密封的核心29處于約20托的真 空之下，在密封的核心29中存在來自外延生長過程的少量的氫。形成插頭91后，在主表面18的上面形成了多晶半導(dǎo)體層92。 通過實(shí)施方式的方法，層92包括約0.6微米至約0.9微米厚的多晶硅 層，并采用傳統(tǒng)的沉積技術(shù)形成。然后在多晶半導(dǎo)體層92的上面形 成大約1.0至2.0孩i米的平整光致抗蝕層(planarizing photo resist layer) 93。圖10示出采用平整或大體除去工藝除去層93、層92、及暴露的 或插頭91的上部后，裝置10的放大的局部截面圖。通過實(shí)施方式的 方法，將傳統(tǒng)的反蝕技術(shù)用于該除去步驟。在替代的實(shí)施方式中，使 用化學(xué)機(jī)械平整(化學(xué)機(jī)械拋光)技術(shù)。然后，例如采用濕化學(xué)腐蝕 法除去層40。下一步，在主表面18的上面形成介質(zhì)層94，其包括， 例如，厚度為約0.05微米至約0.09微米的注入氧化物。然后在主表 面18的上面形成有圖案的光致抗蝕層96，為形成摻雜層26做準(zhǔn)備。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在主表面18下面采用有圖案的光致抗蝕層96作為掩膜，然后將摻雜層26的摻雜劑引入或提供至半導(dǎo)體 層14。在一個(gè)實(shí)施方式中，采用高能量離子注入技術(shù)，將摻雜劑注入 摻雜層26中。通過實(shí)施方式的方法，使用MeV范圍含磷的注入物， 約1.0x1012原子/cm2的注入劑量就足夠了。在該實(shí)施方式中，層26 的摻雜劑濃度大于半導(dǎo)體層14的摻雜劑濃度，以便提供溝道45 (圖 l示出)和n-型層221之間已降低電阻的路徑(path)。在一個(gè)優(yōu)選 的實(shí)施方式中，如圖10所示，將高能量注入劑置于主表面18下面的 摻雜層26,以使摻雜層26成為次表面。然后除去有圖案的光致抗蝕 層96。通過實(shí)施方式的方法，將摻雜層26延伸至約2.0微米至約3.0 微米的深度。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在最終結(jié)構(gòu)中，摻雜層26 的深度大于主體區(qū)31的深度。在一個(gè)替代的實(shí)施方式中，如下所述， 在主體區(qū)31引入摻雜劑后，采用組合的熱處理步驟。在一個(gè)替代的 實(shí)施方式中，在槽122形成之前，形成摻雜層26。通過實(shí)施方式的方 法，如圖2所示，在硬膜112形成之前，形成摻雜層26。圖11示出在裝配的后續(xù)步驟中，裝置10的放大的局部截面示意 圖。在主表面18引入或提供了主體區(qū)31的P-型摻雜劑。根據(jù)一個(gè)優(yōu) 選的實(shí)施方式，主體區(qū)31側(cè)面延伸至覆蓋全部或部分電荷補(bǔ)償槽22。 那就是主體區(qū)31至少覆蓋p-型層222。通過實(shí)施方式的方法，采用約 1.0xl0"原子/cm2的硼注入物劑量和約160KeV的注入物能量的離子 注入技術(shù)。在一個(gè)替代的實(shí)施方式中，使用一系列的硼注入體以形成 主體區(qū)31，首先產(chǎn)生具有較輕劑量/較高能量注入體，隨后發(fā)生的是 劑量逐漸增加和注入體能量逐漸減少。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，這個(gè) 順序是相反的。注入的p-型摻雜劑是經(jīng)過熱處理的以使摻雜劑擴(kuò)散和 /或激活摻雜劑以形成區(qū)31。通過實(shí)施方式的方法，主體區(qū)31具有約 1.0至約2.0微米的深度。圖12是在完成形成控制或柵極槽158的預(yù)備步驟之后，裝置10 的放大的局部截面示意圖。在早期的步驟中，在介質(zhì)層94的上面形 成介質(zhì)層98。通過實(shí)施方式的方法，介質(zhì)層98包括約0.1微米至約 0.2微米厚的氮化硅層，并采用傳統(tǒng)技術(shù)形成。下一個(gè)光致抗蝕層(未示出)；故置于介質(zhì)層98的上面，形成一個(gè)開口，用于控制槽158。然 后除去層98和94的一部分以暴露出主表面18的一部分。然后除去 光致抗蝕層。下一步，從主表面18延伸形成控制槽158，大致位于相 鄰的電荷補(bǔ)償槽22之間的中心。通過實(shí)施方式的方法，4吏用傳統(tǒng)的 各向異性干法腐蝕以形成控制槽158。通過實(shí)施方式的方法，控制槽 158的寬度為約0.4微米至約0.7微米，其深度大于主體區(qū)31的深度。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，控制槽158的深度大于摻雜區(qū)26的深度。 在一個(gè)實(shí)施方式中，控制槽158的深度為約2.2孩i米至3.2孩史米。
圖13是進(jìn)一步處理后裝置10的放大的局部截面示意圖。在一個(gè) 實(shí)施方式中，薄的導(dǎo)熱氧化物覆在控制槽158的暴露表面生長。然后 除去該氧化物。介質(zhì)層98也被除去。下一步，在控制槽158的表面 上形成柵極介質(zhì)層43。在一個(gè)實(shí)施方式中，柵極介質(zhì)層43包括二氧 化硅，其厚度為約0.05微米至0.1微米。在另一個(gè)實(shí)施方式中，沿著 控制槽158的底部和下側(cè)壁部分，柵極介質(zhì)層43較厚。然后導(dǎo)電層 例如摻雜或未摻雜的多晶硅層在柵極介質(zhì)層43的上面沉積，并被部 分除去以形成柵極導(dǎo)電區(qū)57。例如，柵極導(dǎo)電區(qū)57包括約0.2微米 的摻雜或未摻雜的多晶硅。如果柵極導(dǎo)電區(qū)57最初未被摻雜，那么 該區(qū)隨后將在源極區(qū)33形成的過程中被摻雜。在一個(gè)實(shí)施方式中， 柵極導(dǎo)電區(qū)57凹入主表面18的下面。 一并地，控制槽158、柵極介 質(zhì)層43和柵極導(dǎo)電區(qū)57形成了控制結(jié)構(gòu)157。在一個(gè)替代的實(shí)施方 式中，控制結(jié)構(gòu)157形成于電荷補(bǔ)償槽22的形成之前。當(dāng)考慮熱預(yù) 算對層221和222的摻雜劑性質(zhì)的影響時(shí)使用該替代的方法。摻雜區(qū) 26的構(gòu)造方便靈活，足以支持任意一個(gè)工藝步驟。
下一步，對光致抗蝕層(未示出)進(jìn)行沉積并繪上圖案以提供開 口用于與控制結(jié)構(gòu)157相鄰的源極區(qū)33的形成。然后采用例如辨或 砷離子注入和退火步驟，形成源極區(qū)33。通過實(shí)施方式的方法，使用 足夠的劑量為1.0xl0"原子/cm2至約5.0X10"原子/cm2的砷注入物。 例如，在1030攝氏度時(shí)采用45秒快速退火激活摻雜劑。在該實(shí)施 方式中，在控制結(jié)構(gòu)157的兩端均形成源極區(qū)33。下一步，在主表面18的上面形成層間介質(zhì)區(qū)48。通過實(shí)施方式 的方法，層間介質(zhì)48包括沉積的氧化物，并具有約l.O微米量級的厚 度。然后使用傳統(tǒng)接觸光致抗蝕劑和腐蝕工藝以形成接觸開口 116， 覆在并暴露于主表面18的部分上，如圖14所示。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施 方式中，然后使用各向異性腐蝕以除去半導(dǎo)體層14與源極區(qū)33相鄰 并在主體區(qū)31和補(bǔ)償槽22之上的部分。通過實(shí)施方式的方法，除去 半導(dǎo)體層上足夠的材料以延伸至約源極區(qū)33的深度或更深。然后將 加入另外的摻雜劑加入至主體區(qū)33和補(bǔ)償槽22上方的主表面18的 部分，以形成主體接觸區(qū)36。通過實(shí)施方式的方法， 一使用硼離子注入 物，足夠的注入物的劑量為大約1.0xl0"原子/cm2至約5.0xl0"原子 /cm2。然后采用例如快速退火工藝將注入的摻雜劑激活。然后沿著邊 緣除去層間介質(zhì)層48的部分已暴露源極區(qū)33的上表面的部分(如圖 1所示)。然后在主表面18的上面形成源接觸層63,使之同時(shí)與源 極區(qū)33和主體區(qū)36相4妄觸，如圖1所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，源接 觸層63包括鈦/氮化鈦?zhàn)钃鯇雍妥钃鯇由厦嫘纬傻匿X硅合金層，等等。 如圖1所示，在半導(dǎo)體材料11的相對的表面上面形成漏極接觸層13, 其包括例如可軟焊的金屬結(jié)構(gòu)諸如鈦-鎳-銀、鉻-鎳-金，等等。
總之，已經(jīng)敘述了包含制備方法在內(nèi)的一種新型開關(guān)裝置結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)具有電荷補(bǔ)償槽區(qū)、槽控制結(jié)構(gòu)和次表面摻雜層，并能將槽控 制結(jié)構(gòu)電耦合至電荷補(bǔ)償槽區(qū)。其中，次表面摻雜區(qū)提供了次表面主 要導(dǎo)電路徑，該路徑將導(dǎo)電路徑與壓力和缺陷區(qū)隔離。這改進(jìn)了裝置 的性能。此外，這一設(shè)計(jì)簡化了與電荷補(bǔ)償槽區(qū)接觸的歐姆接觸結(jié)構(gòu) 的形成。
盡管已經(jīng)敘述并用有關(guān)具體實(shí)施方式
舉例說明了本發(fā)明，但是這 并不意味著本發(fā)明局限于這些說明性的實(shí)施方式。那些本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明精髓的情況下能夠做出修正和變更。因 此，這表明本發(fā)明包含的所有這些變更和修正均在所附的權(quán)利要求的 范圍內(nèi)。
19
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括半導(dǎo)體材料的主體，其形成有豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)并具有主表面，其中所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電層和至少一個(gè)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料的補(bǔ)償層，其中所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反；第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，在與所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)鄰近的半導(dǎo)體材料的所述主體中形成；第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，在鄰近所述主體區(qū)處形成；槽控制結(jié)構(gòu)，在所述源極區(qū)和所述主體區(qū)鄰近處形成，其中所述源極區(qū)被插入在所述槽控制結(jié)構(gòu)和所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之間，其中構(gòu)造所述槽控制結(jié)構(gòu)以在所述主體區(qū)內(nèi)形成溝道區(qū)；和第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)，在所述主體區(qū)的下面形成，并被構(gòu)造以將所述溝道區(qū)的漏極端電連接至所述導(dǎo)電層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括覆蓋在所述主表面上并且電耦合至所述源極區(qū)、所述主體區(qū)和所述補(bǔ)償層的導(dǎo)電層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包括具有側(cè)壁和下表面的基本豎直槽，其中所述導(dǎo)電層覆蓋在所述側(cè)壁和所述下表面上，其中所述補(bǔ)償層覆蓋在所述導(dǎo)電層上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述主體區(qū)將所述摻雜區(qū)與所述主表面電隔離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述主體區(qū)中形成的第二導(dǎo)電類型的主體接觸區(qū)，其中所述主體接觸區(qū)覆蓋在所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上部上。
6. —種半導(dǎo)體裝置，包括 具有主表面的半導(dǎo)體區(qū)；豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，在所述半導(dǎo)體區(qū)中形成，從所述主表面延伸， 其中所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包含與所述半導(dǎo)體區(qū)鄰接的、具有第一導(dǎo) 電性的第一半導(dǎo)體層，及與所述第一半導(dǎo)體層鄰接的、具有與所述第 一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層，以及其中所述第一 半導(dǎo)體層是導(dǎo)電層而其中所述第二半導(dǎo)體層是補(bǔ)償層；槽控制結(jié)構(gòu)，在所述半導(dǎo)體層中形成，并與所迷豎直電荷補(bǔ)償結(jié) 構(gòu)橫向相隔；主體區(qū)，鄰接并在所述槽控制和所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之間，其 中所述主體區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型；源極區(qū)，覆蓋在所述主體區(qū)的一部分上，并與所述槽結(jié)構(gòu)鄰接；第一導(dǎo)電性的摻雜區(qū)，位于所述主體區(qū)的下面，被構(gòu)造以提供在 所述源極區(qū)和所述導(dǎo)電層之間的次表面電流路徑；和導(dǎo)電層，覆蓋在所述主表面的上面，并電耦合至所述源極區(qū)、所 述主體區(qū)和所述補(bǔ)償層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述第二半導(dǎo)體 層上面形成的緩沖層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，進(jìn)一步包括插入所述第一和第 二半導(dǎo)體層之間的緩沖層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體區(qū)包括具有所 述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體村底和覆在所述半導(dǎo)體襯底上的具有所述 第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。
10. —種形成半導(dǎo)體裝置的方法，包括以下步驟提供具有主表面的半導(dǎo)體材料的主體；在所述半導(dǎo)體材料的主體中，形成豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其從所述 主表面延伸，其中所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)第一導(dǎo)電類型 的導(dǎo)電層和至少一個(gè)與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的補(bǔ) 償層；在所述半導(dǎo)體材料的主體中形成槽控制結(jié)構(gòu)； 在所述半導(dǎo)體材料的主體中形成具有所述第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)；在所述半導(dǎo)體材料的主體中形成具有所述第二導(dǎo)電類型的主體 區(qū)；和形成臨近所述主體區(qū)形成的具有所述第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，其 中所述源極區(qū)被插入在所述槽控制結(jié)構(gòu)和所述豎直電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之 間，其中構(gòu)造所述槽控制結(jié)構(gòu)以形成所述主體區(qū)中的溝道區(qū)，其中構(gòu) 造所述摻雜區(qū)以將所述溝道區(qū)的漏極端與所述導(dǎo)電層電連接。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施方式中，形成半導(dǎo)體裝置，其具有豎直放置的電荷補(bǔ)償槽、槽控制區(qū)和次表面摻雜層。所述豎直放置的電荷補(bǔ)償槽包含至少一對導(dǎo)電類型相反的半導(dǎo)體層。構(gòu)造所述槽控制區(qū)以提供通常豎直的溝道區(qū)域，其將源極區(qū)電耦合至所述次表面摻雜層。進(jìn)一步構(gòu)造所述次表面摻雜層以將所述溝道的所述漏極端電連接至所述豎直放置的電荷補(bǔ)償槽。構(gòu)造主體區(qū)以將所述次表面的摻雜層從所述裝置的所述表面分離。
文檔編號H01L29/06GK101673764SQ20091014922
公開日2010年3月17日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者G·H·羅切爾特, P·J·茲德貝爾 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司