具有規(guī)則布置場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)和終端結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]基于IGFET (絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)單元的功率半導(dǎo)體器件一般是具有在半導(dǎo)體管芯的前側(cè)面處的第一表面和在后側(cè)面處的第二表面之間的負(fù)載電流流動(dòng)的垂直器件。在阻斷模式中，從前側(cè)面延伸到半導(dǎo)體管芯內(nèi)的條形補(bǔ)償結(jié)構(gòu)耗盡在條形補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之間形成的半導(dǎo)體臺(tái)面。補(bǔ)償結(jié)構(gòu)允許在半導(dǎo)體臺(tái)面中的較高摻雜劑濃度，而沒有對(duì)阻斷能力的不利影響。較高的摻雜劑濃度又減小器件的導(dǎo)通狀態(tài)電阻。在制造期間，填充有厚場(chǎng)電介質(zhì)的深補(bǔ)償結(jié)構(gòu)可引起晶片彎曲。對(duì)于可容忍的晶片彎曲，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)可能對(duì)于為高擊穿電壓指定的IGFET太淺。
[0002]提供具有低歐姆損耗和高擊穿電壓的半導(dǎo)體器件是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]使用獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)目的。從屬權(quán)利要求指的是另外的實(shí)施例。
[0004]根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括規(guī)則地布置在單元區(qū)域中并形成規(guī)則圖案的第一部分的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。終端結(jié)構(gòu)在圍繞單元區(qū)域的內(nèi)邊緣區(qū)域中形成，其中終端結(jié)構(gòu)的至少部分形成規(guī)則圖案的第二部分。單元臺(tái)面使場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)在單元區(qū)域中彼此分離并包括漂移區(qū)的第一部分，其中施加到柵電極的電壓控制穿過單元臺(tái)面的電流流動(dòng)。至少一個(gè)摻雜區(qū)在內(nèi)邊緣區(qū)域中形成與漂移區(qū)的同質(zhì)結(jié)。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括規(guī)則地布置在單元區(qū)域中并形成第一規(guī)則圖案的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。包括終端電極的終端結(jié)構(gòu)在圍繞單元區(qū)域的內(nèi)邊緣區(qū)域中形成并形成與第一規(guī)則圖案的一部分一致的第二規(guī)則圖案。單元臺(tái)面使場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)在單元區(qū)域中彼此分離并包括漂移區(qū)的第一部分，其中施加到柵電極的電壓控制穿過單元臺(tái)面的電流流動(dòng)。摻雜區(qū)直接鄰接終端結(jié)構(gòu)并在內(nèi)邊緣區(qū)域中形成與漂移區(qū)的pn結(jié)。
[0006]根據(jù)另外的實(shí)施例，電子組件包括半導(dǎo)體器件，其包括規(guī)則地布置在單元區(qū)域中并形成規(guī)則圖案的第一部分的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。終端結(jié)構(gòu)在圍繞單元區(qū)域的內(nèi)邊緣區(qū)域中形成，其中終端結(jié)構(gòu)的至少部分形成規(guī)則圖案的第二部分。單元臺(tái)面使場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)在單元區(qū)域中彼此分離并包括漂移區(qū)的第一部分，其中施加到柵電極的電壓控制穿過單元臺(tái)面的電流流動(dòng)。至少一個(gè)摻雜區(qū)在內(nèi)邊緣區(qū)域中形成與漂移區(qū)的同質(zhì)結(jié)。
[0007]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員在閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)和在觀看附圖時(shí)將認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并被合并在本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖圖示本發(fā)明的實(shí)施例并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。本發(fā)明的其它實(shí)施例和預(yù)期優(yōu)點(diǎn)將容易被認(rèn)識(shí)到，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^參考下面的詳細(xì)描述變得更好理解。
[0009]圖1A是根據(jù)與在規(guī)則圖案中補(bǔ)充彼此的終端結(jié)構(gòu)和場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0010]圖1B是沿著線B-B的圖1A的半導(dǎo)體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0011]圖2A是根據(jù)涉及在規(guī)則圖案中補(bǔ)充彼此的具有終端結(jié)構(gòu)的部分的圓周終端結(jié)構(gòu)和場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0012]圖2B是根據(jù)涉及在規(guī)則圖案中補(bǔ)充彼此的具有終端結(jié)構(gòu)的部分的圓周終端結(jié)構(gòu)和場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的另外的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0013]圖2C是根據(jù)涉及具有平滑的輪廓的圓周終端結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0014]圖2D是根據(jù)涉及比場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)更窄的圓周終端結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0015]圖2E是根據(jù)與針形終端和具有圓形橫截面的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0016]圖2F是根據(jù)與針形終端和場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)和條形柵極結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的示意性水平橫截面視圖。
[0017]圖3A是根據(jù)涉及與終端電極電連接的點(diǎn)形近表面摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0018]圖3B是沿著線B-B的圖3A的半導(dǎo)體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0019]圖4A是根據(jù)涉及與終端電極電連接的條形近表面摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0020]圖4B是沿著線B-B的圖4A的半導(dǎo)體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0021]圖5A是根據(jù)具有鄰接由絕緣材料和/或本征半導(dǎo)體材料組成的終端結(jié)構(gòu)的底部分的掩埋摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0022]圖5B是根據(jù)具有電連接到源極電位的終端電極和掩埋摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0023]圖5C是根據(jù)具有電連接到浮動(dòng)終端電極的掩埋摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0024]圖f5D是根據(jù)涉及電連接到相鄰終端電極的近表面摻雜區(qū)的另外的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0025]圖5E是根據(jù)具有在終端結(jié)構(gòu)之間的掩埋低摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0026]圖5F是根據(jù)具有在終端結(jié)構(gòu)之間的掩埋相反摻雜區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0027]圖5G是根據(jù)具有在場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)和終端結(jié)構(gòu)之間的窄輔助臺(tái)面的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。
[0028]圖6A是根據(jù)與布置在移位行中的針形八邊形場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)和具有大致不變的寬度的圓周終端結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0029]圖6B是根據(jù)與布置在移位行中的針形正方形場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)和具有矩形凸起的圓周終端結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性水平橫截面視圖。
[0030]圖7是根據(jù)另外的實(shí)施例的電子電路的簡(jiǎn)化電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在下面的詳細(xì)描述中，參考形成其一部分的附圖，且在其中作為例證示出其中本發(fā)明可被實(shí)踐的特定實(shí)施例。應(yīng)理解，可利用其它實(shí)施例且可做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變而不偏離本發(fā)明的范圍。例如，對(duì)一個(gè)實(shí)施例圖示或描述的特征可在其它實(shí)施例上或結(jié)合其它實(shí)施例來使用以產(chǎn)出另外的實(shí)施例。意圖是本發(fā)明包括這樣的修改和變化。使用不應(yīng)被解釋為限制所附權(quán)利要求的范圍的特定語言描述了示例。附圖并不按比例且僅為了例證性目的。為了清楚起見，相同的元件在不同的附圖中由對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示，如果不是另有說明。
[0032]術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“包括了”等是開放的，且術(shù)語指示所陳述的結(jié)構(gòu)、元件或特征的存在，但不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“ 一個(gè)”和“該”意圖包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文清楚地另有指示。
[0033]術(shù)語“電連接”描述在電連接的元件之間的永久低歐姆連接，例如在所連接的元件之間的直接接觸或經(jīng)由金屬和/或高摻雜半導(dǎo)體的低歐姆連接。術(shù)語“電耦合”包括，適合于信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)(多個(gè))中間元件可被提供在電耦合的元件例如可控制來暫時(shí)提供在第一狀態(tài)中的低歐姆連接和在第二狀態(tài)中的高歐姆電解耦的元件之間。
[0034]附圖通過指示緊靠摻雜類型“η”或“p”的或“ + ”而圖示相對(duì)摻雜濃度。例如，“η_”意指比“η”摻雜區(qū)的摻雜濃度低的摻雜濃度，而“η+”摻雜區(qū)具有比“η”摻雜區(qū)高的摻雜濃度。相同的相對(duì)摻雜濃度的摻雜區(qū)并不一定具有相同的絕對(duì)摻雜濃度。例如，兩個(gè)不同的“η”摻雜區(qū)可具有相同或不同的絕對(duì)摻雜濃度。
[0035]圖1Α到1Β提及包括多個(gè)相同的IGFET (絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)單元TC的半導(dǎo)體器件500。半導(dǎo)體器件500可以是或可包括IGFET，例如在通常意義上包括具有金屬柵極的FET以及具有非金屬柵極的FET的M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體FET)。根據(jù)另一實(shí)施例，半導(dǎo)體器件500可以是IGBT。
[0036]半導(dǎo)體器件500基于來自單晶半導(dǎo)體材料例如娃(Si)、碳化娃(SiC)、鍺(Ge)、娃鍺晶體(SiGe)、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)或任何其它AmBv半導(dǎo)體的半導(dǎo)體主體100。
[0037]在前側(cè)處，半導(dǎo)體主體100具有第一表面101，其可以是大致平坦的或可由共面的表面區(qū)段橫跨的平面限定。平坦的第二表面102在相對(duì)的后側(cè)處平行于第一表面101延伸。在第一和第二表面1