用于功率半导体器件的接触结构制造技术

公开了用于功率半导体器件的接触结构。一种晶体管器件包括：将上方的接触焊盘电连接到下方的沟槽中的场电极的场板接触；以及将接触焊盘电连接到由沟槽界定的半导体台面的台面接触。每个场板接触被划分成彼此分离的场板接触分段。每个台面接触被划分成彼此分离的台面接触分段。在相邻于沟槽的端部的第一区域中，垂直于沟槽行进的第一线与场板接触的第一场板接触分段和台面接触的第一台面接触分段相交。在与第一区域向内间隔开的第二区域中，垂直于沟槽行进的第二线与场板接触的第二场板接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。

【技术实现步骤摘要】
用于功率半导体器件的接触结构

技术介绍

[0001]功率半导体器件的最终(功率)金属化层典型地被分段成多个接触焊盘。接触焊盘提供到功率半导体器件的功率(源极/发射极)端子连接。在对于接触焊盘的布线接合之后，经常施加处理以改进模制化合物粘接。取决于粘接促进处理的化学作用，诸如钠的有问题的污染物可能沉积在可能存在的最终金属化层和钝化层上。在污染物可以被从最终金属化层和钝化层移除之前，污染物可能进入最终金属化层中的缝隙中。如果下面的层(例如嵌入在硼磷硅玻璃中的接触插塞层，通常已知为BPSG)由于因接合处理的应力而移动，则在布线接合处理期间可能在最终金属化层中可能出现缝隙。从这些进入点，污染物可能进入针对最终金属化层的阻挡部(例如Ti/TiN/W)的薄弱点内的下方氧化物。例如由于功率晶体管的转移特性上的漂移，可能从这样的污染产生电气故障。
[0002]因此存在对于用于功率半导体器件的改进的接触结构的需要。

技术实现思路

[0003]根据晶体管器件的实施例，晶体管器件包括：具有第一表面的半导体衬底；多个沟槽，其在半导体衬底中并且在平行于第一表面的第一方向上彼此平行地在纵向上延伸，使得每对相邻的沟槽界定半导体台面；部署在每个沟槽中的场电极和栅极电极；最终金属化层，其在半导体衬底上方并且被分段成多个接触焊盘；多个场板接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到场电极；以及多个台面接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到半导体台面，其中场板接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个场板接触分段，其中台面接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个台面接触分段，其中在相邻于沟槽的端部的第一区域中，垂直于沟槽行进的第一线与场板接触的第一场板接触分段和台面接触的第一台面接触分段相交，其中在与第一区域向内间隔开的第二区域中，垂直于沟槽行进的第二线与场板接触的第二场板接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。
[0004]根据生产晶体管器件的方法的实施例，方法包括：形成多个沟槽，该多个沟槽在半导体衬底中并且在平行于半导体衬底的第一表面的第一方向上彼此平行地在纵向上延伸，使得每对相邻沟槽界定半导体台面；在每个沟槽中形成场电极和栅极电极；形成最终金属化层，该最终金属化层在半导体衬底之上并且被分段成多个接触焊盘；形成多个场板接触，该多个场板接触在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到场电极；以及形成多个台面接触，该多个台面接触在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到半导体台面，其中形成多个场板接触包括将每个场板接触沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个场板接触分段，其中形成多个台面接触包括将每个台面接触沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个台面接触分段，其中在相邻于沟槽的端部的第一区域中，垂直于沟槽行进的第一线与场板接触的第一场板接触分段和台面接触的第一台面接触分段相交，其中在与第一区域向内间隔开的第二区域中，垂直于沟槽行进的第二线与场板接触的第二场板接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。
[0005]根据晶体管器件的另一实施例，晶体管器件包括：具有第一表面的半导体衬底；多个沟槽，其在半导体衬底中并且在平行于第一表面的第一方向上彼此平行地在纵向上延伸，使得每对相邻沟槽界定半导体台面；部署在每个沟槽中的场电极和栅极电极；最终金属化层，其在半导体衬底上方并且被分段成多个接触焊盘；多个场板接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到场电极；以及多个台面接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到半导体台面，其中场板接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个场板接触分段，其中在相邻于沟槽的端部的第一区域中，垂直于沟槽行进的第一线与场板接触的第一场板接触分段相交，其中在与第一区域向内间隔开的第二区域中，垂直于沟槽行进的第二线与场板接触的第二场板接触分段相交。
[0006]本领域技术人员在阅读以下的详细描述并且查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
[0007]附图中的元素未必相对于彼此成比例。同样的参考标号指明对应的类似部件。各种所图示的实施例的特征可以被组合，除非它们彼此排斥。在附图中描绘了实施例并且在下面的描述中详述实施例。
[0008]图1图示功率半导体器件的平面视图。
[0009]图2图示被包括在图1中以102标记的虚线框中的功率晶体管器件的区的平面视图，其中最终(功率)金属化层被从视图隐藏从而下方的场板和半导体台面接触结构是可见的。
[0010]图3至图7分别图示沿着图2中标记为A
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A'至E
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E'的线取得的横截面视图。
具体实施方式
[0011]在此描述的实施例提供了一种功率半导体器件，其具有被沿着栅极沟槽的长度中断的半导体台面接触和场板接触。通过沿着栅极沟槽的长度中断半导体台面接触和场板接触，在布线接合期间减少了围绕接触层的绝缘层的移动。更少的由于在最终(功率)金属化下方的绝缘层的移动减少了在布线接合处理期间形成在最终金属化层中的缝隙的可能性。在更少的最终金属化层中的缝隙的情况下，由用于改进模制化合物粘接的处理引入的污染物不太可能扩散超出最终金属化层。在功率晶体管器件的情况下，源极(发射极)注入也可以在没有台面接触的区域中被中断或省略，以避免雪崩期间的闩锁。接下来描述功率半导体器件的实施例。
[0012]图1图示功率半导体器件100的平面视图。图2图示被包括在图1中的虚线框102中的功率晶体管器件100的区的平面视图，其中最终(功率)金属化层被从视图隐藏从而下面的场板和半导体台面接触结构是可见的。图3至图7分别图示沿着图2中标记为A
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A'至E
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E'的线取得的横截面视图。
[0013]在功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的情形下解释功率半导体器件100，因为参照了源极区、本体区和漏极区。然而，功率半导体器件100可以替代地是IGBT(绝缘栅双极晶体管)或其它类型的功率晶体管器件。因此，仅简要地讨论与器件类型有关的细
节。相反重点被放在接触结构上，接触结构增加了恰好在器件的最终(顶部)金属化层下方的绝缘层的机械稳定性。
[0014]功率半导体器件100包括半导体衬底104。半导体衬底104可以包括适合于功率器件(诸如功率晶体管和功率二极管)的任何类型的半导体材料。例如，半导体衬底104可以包括Si、SiC、GaN等。半导体衬底104可以包括基底半导体和在基底半导体上生长的一个或多个外延层。
[0015]功率半导体器件100还包括例如通过蚀刻形成在半导体衬底104中的沟槽106。沟槽106在平行于其中形成有沟槽106的半导体衬底104的主表面108的方向(图1和图2中的x方向)上彼此平行地在纵向上延伸，使得每对相邻沟槽106界定半导体台面110。图1和图2中的方向“x”和“y”是彼此垂直地并且平行于半导体衬底104的主表面108行进的横向(水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管器件，包括：具有第一表面的半导体衬底；多个沟槽，其在半导体衬底中并且在平行于第一表面的第一方向上彼此平行地在纵向上延伸，使得每对相邻的沟槽界定半导体台面；部署在每个沟槽中的场电极和栅极电极；在半导体衬底上方并且被分段成多个接触焊盘的最终金属化层；多个场板接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到场电极；以及多个台面接触，其在第一方向上彼此平行地在纵向上延伸并且将接触焊盘电连接到半导体台面，其中场板接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个场板接触分段，其中台面接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的多个台面接触分段，其中在相邻于沟槽的端部的第一区域中，垂直于沟槽行进的第一线与场板接触的第一场板接触分段和台面接触的第一台面接触分段相交，其中在与第一区域向内间隔开的第二区域中，垂直于沟槽行进的第二线与场板接触的第二场板接触分段和台面接触的第二台面接触分段相交。2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中半导体台面在第二区域中包括第一导电类型的源极区并且在第一区域中没有源极区，并且其中第二台面接触分段接触第二区域中的半导体台面的源极区。3.根据权利要求2所述的晶体管器件，其中第一台面接触分段从第一区域延伸到第二区域中，并且其中第一台面接触分段接触第二区域中而不是第一区域中的半导体台面的源极区。4.根据权利要求2所述的晶体管器件，其中半导体台面的源极区具有在第二区域中的间隙，该间隙被填充有第二导电类型的半导体材料，并且其中台面接触的台面接触分段之间的分离在竖向上与半导体台面的源极区中的间隙对准。5.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中场板接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的至少10个场板接触分段，并且其中台面接触的每个被沿着沟槽的长度划分成彼此分离的至少10个台面接触分段。6.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中场板接触被划分成沿着沟槽的长度处在相同位置的场板接触分段。7.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中台面接触被划分成沿着沟槽的长度处在相同位置的台面接触分段。8.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中场板接触被划分成沿着沟槽的长度处在第一位置的场板接触分段，其中台面接触被划分成沿着沟槽的长度处在第二位置的台面接触分段，并且其中第一位置不同于第二位置。9.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中所述多个沟槽在垂直于第一表面的第二方向上沿深度延伸到第一导电类型的漂移区中，其中每个半导体台面包括第一导电类型的源极区和将源极区与漂移区分离开的第二导电类型的本体区，并且其中台面接触与源极区接触。
10.根据权利要求9所述的晶体管器件，其中在第一区域中源极区被从半导体台面省略，其中最靠近沟槽的端部的台面接触分段从第一区域延伸到第二区域中，并且其中最靠近沟槽的端部的台面接触分段的第一部分接触第一区域中的本体区而不是源极区，并且最靠近沟槽的端部的台面接触分段的第二部分接触第二区域中的本体区和源极区这两者。11.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中同一场板接触的场板接触分段被电绝缘材料的第一区彼此分离开，其中同一台面接触的台面接触分段被电绝缘材料的第二区彼此分离开，并且其中电绝缘材料的第一区比电绝缘材料的第二区宽。12.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中同一场板接触的场板接触分段被彼此分离开第一距离，并且其中同一台面接触的台面接触分段被彼此分离开小于第一距离的第二距离。13.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中场板接触的纵横比在5和30之间的范围内，并且其中纵横比被限定为场板接触的接触高度对于底部宽度的比率。14.一种生产晶体管器件的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：