【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种包括沟槽中的场电极的半导体器件。
技术介绍
1、如下面详述的，器件可以特别地是具有被形成在半导体本体的相对侧处的源极区和漏极区的竖向fet。针形形状的场电极沟槽延伸到该半导体本体中，场电极被部署在该沟槽中。沟槽被从前侧蚀刻到半导体本体中，并且金属化系统被在前侧上形成以接触场电极。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种具有改进性质的半导体器件，以及制造这样的器件的方法。
2、该目的通过权利要求1的器件来实现，并且此外，该目的通过权利要求13的方法来实现。场电极的电连接被实现在半导体本体的前侧上的金属化结构中，该金属化结构包括下部金属化层和上部金属化层。绝缘层被竖向布置在这些金属化层之间，将它们除了在金属化层之间形成的一个或者多个互连之外彼此隔离。场电极例如被经由与场电极横向对准的下部竖向互连电连接到下部金属化层，并且下部金属化层被经由第一(上部)互连电连接到上部金属化层。该第一互连与场电极沟槽横向偏移，从而在场电极沟槽竖向上方的区中的金属化层之间不形成电连接。
3、通过不将金属化层直接连接在场电极沟槽上方并且代替地利用横向偏移来布置第一互连，可以增加至场电极的电连接的电阻。这例如在具有上部金属化层的晶体管器件充当场电极被与其连接的源极金属化的情况下，可能造成源极和场电极之间增加的电阻ross(例如，与竖向向上延伸的源极连接相比)。增加输出电阻ross对于过冲事件可以是有利的，例如在开关事件期间减少电压过冲。
4、在本描述和从属权利
5、由于横向偏移，第一互连没有被布置在场电极沟槽竖向上方的区中。在具有针状或者柱状形状的场电极沟槽中，包括场电极和场电介质的场电极区被布置，并且所述“场电极沟槽竖向上方的区”是场电极区在竖向方向上的虚拟向上延伸。下部金属化层可以在所述区中的场电极沟槽上方延伸，并且上部金属化层甚至通常可以在那里中断。然而，特别地，下部金属化层和上部金属化层可以在场电极沟槽上方的所述区中延伸，其中绝缘层被布置在其间并且在那里将金属化层彼此隔离。
6、“竖向”方向处于垂直于器件的表面，例如半导体本体的前侧表面。“横向”或者“横向地”指代垂直于竖向方向的横向方向。例如，针形形状的场电极沟槽竖向延伸到半导体本体中，并且多个场电极沟槽可以被横向布置在彼此旁边。特别地，器件可以包括多个器件单元，例如每个器件单元在中央具有一个场电极沟槽和/或围绕单元的栅极区，器件单元例如被以矩阵状图案布置。
7、器件或者相应的器件单元可以例如包括处于半导体本体的前侧处(例如邻近于绝缘层)的源极区，以及与其竖向相对的漏极区(例如处于半导体本体的背侧处)。器件可以特别地是竖向fet，虽然具有横向栅极的fet或者igbt通常也将是可设想的。邻近于竖向fet的源极区，例如竖向下方，可以形成包括沟道区的本体区。特别地，栅极区可以被横向布置在本体区/沟道区旁边，例如被布置在栅极沟槽中。后者可以从前侧延伸到半导体本体中，例如其可以围绕场电极沟槽延伸，这在竖向顶视图中看到。在该顶视图中，栅极沟槽可以例如具有矩形，特别是方形或者六边形图案，器件单元被相应地以矩形/方形或者六边形图案布置。
8、在竖向方向上，场电极沟槽与栅极沟槽相比可以更深地延伸到半导体本体中。在本体区和漏极区之间在竖向上可以形成与漏极区相比由相同掺杂类型制成但是具有更低掺杂浓度的漂移区，并且场电极沟槽可以特别地延伸到该漂移区中。其中形成有掺杂区的半导体本体可以例如包括半导体衬底和该衬底上的一个或者多个外延层。
9、通常，器件可以包括第三金属化层，第三金属化层可以被布置在下部金属化层下方或者上部金属化层上方。因此，下部金属化层通常可以不经由下部互连直接连接到场电极，而是经由其间的附加(第三)金属化层间接连接到场电极。然而，特别地，下部金属化层可以是经由与场电极沟槽对准的下部互连来连接到场电极的最下部金属化层。反之亦然，上部金属化层可以特别是器件的最上部金属化层。在一个实施例中，下部金属化层和上部金属化层在场电极沟槽上方的区中延伸，例如在那里不中断但是彼此隔离，参见上面的评述。
10、在一个实施例中，第一(上部)互连不仅被布置在场电极沟槽上方的区外部，而且甚至被布置在作为整体的相应的器件单元外部。换句话说，在器件单元中没有形成下部金属化层和上部金属化层之间的连接，第一(上部)互连可以被布置在作为整体的单元场旁边或者横向旁边的另外的器件单元中。与这些细节无关，多个器件单元可以被在单元场中以矩阵状布置在彼此旁边，例如在第一横向方向和第二横向方向上具有相应的平移对称性。取决于单元布局和布置，第一横向方向和第二横向方向可以处于倾斜或者特别是彼此垂直。
11、在一个实施例中，第一导体线路被形成在下部金属化层中，并且跨第一器件单元延伸，例如跨被(例如在第一横向方向上)布置在彼此旁边的多个器件单元延伸。特别地，第一导体线路可以具有小于第一器件单元的横向宽度的横向宽度，例如允许在相同的下部金属化层中的器件接触形成，例如本体/源极布线。特别地，第一导体线路的宽度可以小于单元宽度的1/2或者甚至1/3。在第一横向方向上，导体线路可以具有其长度延伸，导体线路的宽度和单元的宽度在第二横向方向上(例如与其垂直)取得。鉴于在相应的金属化层中形成的不同导体线路，“连接到相应的金属化层”意味着在相应的层中“连接到至少一个导体线路”。
12、在一个实施例中，第二导体线路被形成在第一导体线路旁边的下部金属化层中，并且电连接到器件，参见上述。第二导体线路可以充当源极接触，特别是本体/源极接触，例如至少在器件单元中，其与第一导体线路电隔离。然而，将器件作为整体来考虑，第一导体线路和第二导体线路可以例如在单元场旁边或者经由上部金属化层彼此连接。其中，第二导体线路到源极和/或本体的电接触可以例如经由与下部金属化层的下部本体/源极接触以及经由下部金属化层和上部金属化层之间的上部本体/源极接触而直接向上路由，这些互连被布置在相应的器件单元中。作为对比，第一导体线路和上部金属化层之间的电连接被横向移位，这使导体线路长度延伸并且增加了电阻，参见上述。
13、在一个实施例中，器件或者相应的器件单元的本体和/或源极接触在第一导体线路下方的中断区中被中断。特别地，第一导体线路可以跨器件单元延伸，源极和/或本体接触在器件单元的相对侧处的第一中断区和第二中断区中被中断。即使源极和/或本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体器件(1)，包括
2.根据权利要求1所述的半导体器件(1)，其中上部金属化层(40)在场电极沟槽(12)竖向上方的区(15)中延伸，但是在那里被通过绝缘层(30)与下部金属化层(20)隔离。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体器件(1)，其中场电极(11)被布置在器件单元(201)中，并且第一互连(105.1)被布置在器件单元(201)的外部。
4.根据权利要求3所述的半导体器件(1)，其中第一导体线路(21)被形成在下部金属化层(20)中，跨器件单元(201)延伸并且被连接到场电极(11)，第一导体线路(21)具有小于器件单元(201)的横向宽度(205)的横向宽度(25)。
5.根据权利要求4所述的半导体器件(1)，其中第二导体线路(22)被形成在第一导体线路(21)旁边的下部金属化层(20)中，第二导体线路(22)被电连接到器件(1)的源极区(80)和/或本体区(81)。
6.根据权利要求5所述的半导体器件(1)，其中器件(1)的本体区(81)被经由本体接触(50)电连接到第二导体线路(22)，本体
7.根据权利要求6所述的半导体器件(1)，其中高剂量注入(65)被部署在中断区(55)中，其由与本体区(81)相比相同的掺杂类型制成，但是具有更高的掺杂浓度。
8.根据权利要求3至7中的任何一项所述的半导体器件(1)，其中多个器件单元(201)被在第一横向方向(101)上部署在彼此旁边，第一互连(105.1)被部署在器件单元(201)中的第一最外的一个单元(201.1)中或者被部署在其横向外侧。
9.根据权利要求8与权利要求4至7中的任何一项相组合的半导体器件(1)，其中第一导体线路(21)跨所述多个器件单元(201)延伸。
10.根据权利要求9所述的半导体器件(1)，其中在平行于第一横向方向(101)的竖向横截面中看，绝缘层(30)作为连续层跨所述多个器件单元(201)延伸，并且将第一导体线路(21)与上部金属化层(40)隔离。
11.根据权利要求9或者10所述的半导体器件(1)，其中第一导体线路(21)以弯曲和/或弯折(26)跨所述多个器件单元(201)延伸，特别是以曲折的形状延伸。
12.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件(1)，其中下部金属化层(20)由钨制成。
13.一种用于制造根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件(1)的方法，包括如下步骤：
14.根据权利要求13所述的用于制造根据权利要求4或者5所述的器件(1)的方法，其中与器件(1)的栅极区(85)电接触的栅极导体线路是在步骤ii)中与至少第一导体线路(21)同时形成的。
15.根据权利要求1至12中的任何一项所述的半导体器件(1)在开关或者特别是驱动应用中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件(1)，包括
2.根据权利要求1所述的半导体器件(1)，其中上部金属化层(40)在场电极沟槽(12)竖向上方的区(15)中延伸，但是在那里被通过绝缘层(30)与下部金属化层(20)隔离。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体器件(1)，其中场电极(11)被布置在器件单元(201)中，并且第一互连(105.1)被布置在器件单元(201)的外部。
4.根据权利要求3所述的半导体器件(1)，其中第一导体线路(21)被形成在下部金属化层(20)中，跨器件单元(201)延伸并且被连接到场电极(11)，第一导体线路(21)具有小于器件单元(201)的横向宽度(205)的横向宽度(25)。
5.根据权利要求4所述的半导体器件(1)，其中第二导体线路(22)被形成在第一导体线路(21)旁边的下部金属化层(20)中，第二导体线路(22)被电连接到器件(1)的源极区(80)和/或本体区(81)。
6.根据权利要求5所述的半导体器件(1)，其中器件(1)的本体区(81)被经由本体接触(50)电连接到第二导体线路(22)，本体区(81)包括沟道区(81.1)并且在竖向顶视图中看，其围绕场电极(11)延伸，其中本体接触(50)在第一导体线路(21)竖向下方的中断区(55)中被中断。
7.根据权利要求6所述的半导体器件(1)，其中高剂量注入(65)被部署在中断区(55)中，其由与本体区(81)相比相同的掺杂类型制成，但是具有更高的掺杂...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·费拉拉，G·T·诺鲍尔，
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：
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