具有穿過埋氧層的漏極側(cè)接觸件的半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]器件制造商不斷地面臨的挑戰(zhàn)是通過例如提供具有高品質(zhì)性能的集成電路給用戶創(chuàng)造價(jià)值和方便。用于高壓應(yīng)用(具有高擊穿電壓)的一些金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET )具有使晶體管能夠承受高擊穿電壓和高電流的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；埋氧層，位于所述襯底上方；掩埋η+區(qū)域，在所述襯底中位于所述埋氧層下面；外延層，位于所述埋氧層上方，所述外延層包括:Ρ阱；η阱；和漂移區(qū)，介于所述ρ阱和所述η阱之間；源極接觸件；第一電極，將所述源極接觸件電連接至所述P阱；柵極，位于所述P阱的一部分和所述漂移區(qū)的一部分上方；漏極接觸件；以及第二電極，從所述漏極接觸件延伸穿過所述η阱并穿過所述埋氧層，到達(dá)所述掩埋η+區(qū)域，其中，所述第二電極將所述漏極接觸件電連接至所述η阱和所述掩埋η+區(qū)域。
[0004]該半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括:源極η+區(qū)域，位于所述ρ阱內(nèi)；以及源極P+區(qū)域，位于所述P阱內(nèi)，其中，所述第一電極電連接至所述源極η+區(qū)域和所述源極P+區(qū)域，并且所述第一電極通過所述源極η+區(qū)域和所述源極ρ+區(qū)域的方式電連接至所述P阱。
[0005]該半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括:漏極η+區(qū)域，位于所述η阱內(nèi)；其中，所述第二電極進(jìn)一步電連接至所述漏極接觸件和所述η阱內(nèi)的所述漏極η+區(qū)域。
[0006]該半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括:絕緣層，位于所述外延層上方。
[0007]在該半導(dǎo)體器件中，所述絕緣層是氧化物層。
[0008]在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極位于所述絕緣層內(nèi)。
[0009]在該半導(dǎo)體器件中，所述第二電極包括金屬材料。
[0010]在該半導(dǎo)體器件中，所述第二電極包括多晶硅材料。
[0011 ] 在該半導(dǎo)體器件中，所述第二電極與所述外延層絕緣。
[0012]在該半導(dǎo)體器件中，所述第二電極通過絕緣層與所述外延層絕緣，所述絕緣層內(nèi)襯于要形成所述第二電極的開口的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括:形成具有襯底上方的埋氧層的絕緣體上硅晶圓；在所述襯底中的所述埋氧層下面形成掩埋η+區(qū)域；在所述埋氧層上方的所述絕緣體上硅晶圓的外延層中形成P阱、η阱以及介于所述ρ阱和所述η阱之間的漂移區(qū)；使用第一電極將源極接觸件電連接至所述P阱；在所述P阱的一部分和所述漂移區(qū)的一部分的上方形成柵極；形成穿過所述η阱和所述埋氧層的開口以露出所述掩埋η+區(qū)域；在所述開口中沉積第二電極；以及使用所述第二電極將漏極接觸件電連接至所述η阱和所述掩埋η+區(qū)域。
[0014]該方法進(jìn)一步包括:在所述P阱中形成源極η+區(qū)域；在所述P阱中形成源極ρ+區(qū)域；以及使用所述第一電極將所述源極η+區(qū)域和所述源極ρ+區(qū)域電連接至所述源極接觸件，其中，所述源極接觸件通過所述源極η+區(qū)域和所述源極ρ+區(qū)域的方式電連接至所述ρ阱。
[0015]該方法進(jìn)一步包括:在所述η阱中形成漏極η+區(qū)域；以及將所述漏極接觸件電連接至所述η阱中的所述η+區(qū)域。
[0016]該方法進(jìn)一步包括:在所述外延層上方形成絕緣層。
[0017]在該方法中，所述絕緣層是氧化物層。
[0018]在該方法中，所述柵極位于所述絕緣層中。
[0019]該方法進(jìn)一步包括:在要沉積所述第二電極的所述開口的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁上形成第二電極絕緣層，以使所述第二電極與所述外延層絕緣。
[0020]該方法進(jìn)一步包括:去除所述第二電極絕緣層的至少一部分以露出所述掩埋η+區(qū)域，以有助于使用所述第二電極將所述漏極接觸件電連接至所述掩埋η+區(qū)域。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括:形成穿過絕緣體上硅晶圓的η阱和埋氧層的開口以露出所述絕緣體上硅晶圓的掩埋η+區(qū)域，所述掩埋η+區(qū)域在所述絕緣體上硅的襯底中位于所述埋氧層下面；使用第一電極將源極接觸件電連接至所述絕緣體上硅晶圓的P阱；在所述開口中沉積第二電極；以及使用所述第二電極將漏極接觸件電連接至所述絕緣體上硅晶圓的η阱和掩埋η+區(qū)域。
[0022]該方法進(jìn)一步包括:在要沉積所述第二電極的所述開口的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁上形成第二電極絕緣層，以使所述第二電極與所述絕緣體上硅晶圓的外延層絕緣；以及去除所述第二電極絕緣層的至少一部分露出所述掩埋η+區(qū)域，以有助于使用所述第二電極將所述漏極接觸件電連接至所述掩埋η+區(qū)域。
【附圖說明】
[0023]在附圖中。通過的實(shí)例方式示出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，而沒有對(duì)其進(jìn)行限定，在通篇描述中，具有相同參考標(biāo)號(hào)的元件代表相同的元件。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪出且僅用于說明的目的。事實(shí)上，為了清楚的討論，附圖中各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。全文以引用的方式并入本文中的附圖包括:
[0024]圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的示圖；
[0025]圖2是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例形成半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；以及
[0026]圖3是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)施本發(fā)明的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ挛拿枋隽私M件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這些僅僅是實(shí)例，并不旨在限制本發(fā)明。而且，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可以包括以直接接觸的方式形成第一部件和第二部件的實(shí)施例，并且還可以包括在第一部件和第二部件之間形成附加部件，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。
[0028]為了便于描述，使用諸如“下面”、“下部”、“之上”、“上部”、“上方”等的空間相對(duì)位置的術(shù)語(yǔ)，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)元件或部件的關(guān)系。應(yīng)該理解，除了在圖中描述的方位以外，空間相對(duì)位置的術(shù)語(yǔ)還旨在包括器件在使用或操作期間的不同方位。例如，如果翻轉(zhuǎn)附圖中的器件，則描述為在其他元件或部件的“下面”或“之下”的元件將定向?yàn)樵谄渌虿考摹爸稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下面”可以包括之上和之下兩種方位。器件可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并因此對(duì)本文中所使用的空間相對(duì)位置描述符進(jìn)行同樣的解釋。
[0029]例如但不限于絕緣體上硅(SOI)功率器件、橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件(LDM0S)、橫向絕緣柵雙極晶體管(LIGBT)的普通MOSFET器件的溫度增加至有效性能降低并使器件過熱的程度，從而損壞器件或造成器件停機(jī)。普通MOSFET器件具有擊穿電壓，如果達(dá)到該擊穿電壓，則因?yàn)镸OSFET器件中的一層或多層不再起絕緣體的作用，所以會(huì)導(dǎo)致MOSFET器件短路。
[0030]例如，普通SOI功率MOSFET經(jīng)歷了在MOSFET的上層(例如埋氧層)內(nèi)部的電勢(shì)和熱的聚集。在截止?fàn)顟B(tài)的操作期間，通過MOSFET器件的漏極側(cè)下方的電勢(shì)聚集來(lái)限制擊穿電壓。
[0031]為了提高散熱性，一些SOI功率MOSFET器件包括在MOSFET的源極側(cè)上穿過埋氧層到達(dá)襯底的接觸件(CTB0X)，以將源極接地。雖然形成在MOSFET的源極側(cè)上的CTBOX有助于散熱，但由于電勢(shì)聚集仍然會(huì)存在于MOSFET器件的漏極的下方，所以這樣的結(jié)構(gòu)不能提高擊穿電壓。其他MOSFET器件包括位于MOSFET的漏極側(cè)上的局部絕緣體上硅(PS0I )，以提高散熱性和擊穿電壓。漏極側(cè)的PSOI通過打開至襯底的熱傳導(dǎo)路徑來(lái)提高散熱性。漏極側(cè)的PSOI也通過將襯底用作消耗路徑來(lái)提高擊穿電壓。然而，由于形成PSOI需要復(fù)雜的工藝，所以PSOI結(jié)構(gòu)至少就制造時(shí)間而言成本高。
[0032]圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例被配置為提供改進(jìn)的散熱性和增大的擊穿電壓的SOI半導(dǎo)體器件100的示意圖。SOI半導(dǎo)體器件100包括襯底101、位于襯底101上方的埋氧層103、在襯底101中位于埋氧層103下面的掩埋η+區(qū)域105、以及位于埋氧層103上方的外延層107。外延層107包括ρ阱109、η阱111以及介于ρ阱109和η阱111之間的漂移區(qū)113。半導(dǎo)體器件100還包括ρ阱109中的源極η+區(qū)域115、ρ阱109中的源極ρ+區(qū)域117以及η阱111中的漏極η+區(qū)域119。源極接觸件121通過第一電極123電連接至P講109。第一電極123包括金屬材料和/或多晶娃材料。第一電極123電連接至源極η+區(qū)域115和源極ρ+區(qū)域117。因此,源極接觸件121通過源極η+區(qū)域115和源極ρ+區(qū)域117的方式電連接至P阱109。
[0033]半導(dǎo)體器件100進(jìn)一步包括位于ρ阱109的一部分和漂移區(qū)113的一部分上方的柵極125。漏極接觸件127通過第二電極129電連接至漏極η+區(qū)域119、η阱111和掩埋η+區(qū)域105。第二電極129從漏極接觸件127延伸穿過η阱111并穿過埋氧層103，到達(dá)掩埋η+區(qū)域105。第二電極129包括金屬材料和/或多晶硅材料。第二電極129是漏極側(cè)CTBOX。
[0034]半導(dǎo)體器件100另外包括位于外延層107上方的絕緣層131。在一些實(shí)施例中，絕緣層131是氧化物層。在其它實(shí)施例中，絕緣層包括聚合物填充材料。柵極125位于絕緣層131內(nèi)。
[0035]在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件100包括第二電極絕緣層133，被配置為使第二電極129與外延層107絕緣。第二電極絕緣層133加襯里于形成有第二電極129的開口的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁。
[0036]在使用中，因?yàn)榈诙姌O129提供了吸熱部件(heat sink)，所以在半導(dǎo)體器件100內(nèi)(例如，在靠近半導(dǎo)體器件100的漏極側(cè)的位置135處)所產(chǎn)生的熱主要朝向襯底101消散。例如，大量的熱量137朝向襯底101向下消散。
[0037]此外，在使用中，半導(dǎo)體器件100通過避免在埋氧層103內(nèi)的電勢(shì)139的聚集來(lái)提高擊穿電壓。例如,通過由掩埋η+區(qū)域105所生成的場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致電勢(shì)139從埋氧層103內(nèi)的半導(dǎo)體器件100的漏極側(cè)被驅(qū)走，直到其在襯底101內(nèi)的一些位置所產(chǎn)生的耗盡邊緣141處被耗盡。
[0038]圖2是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例形成具有漏極側(cè)CTBOX的半導(dǎo)體器件的方法200的流程圖。方法200開始于步驟201，其中，通過例如晶圓接合和硅回蝕刻工藝來(lái)制備絕緣體上硅(SOI)晶圓或襯底。SOI晶圓具有形成在SOI晶圓的襯