本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及包括電極溝槽(trench)結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、新世代的半導(dǎo)體器件，例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)，的技術(shù)發(fā)展旨在通過(guò)縮小器件的幾何尺寸來(lái)改善電子器件的特性并降低成本。盡管通過(guò)縮小器件的幾何尺寸可以降低成本，但是當(dāng)增加每單位面積的器件功能時(shí)，必須滿足各種折衷和挑戰(zhàn)。例如，受例如雪崩擊穿行為影響的面積比導(dǎo)通電阻ronxa和可靠性要求之間的折衷需要設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2、因此，需要一種改進(jìn)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的一個(gè)示例涉及場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet。該fet包括半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底具有沿著第一橫向方向布置在電極溝槽結(jié)構(gòu)之間的臺(tái)面。fet還包括從臺(tái)面的頂表面延伸到臺(tái)面中的凹槽(groove)接觸。凹槽接觸的底部位于第一垂直參考水平。臺(tái)面包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)、第二導(dǎo)電類型的主體結(jié)構(gòu)和第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)。漂移區(qū)與主體結(jié)構(gòu)形成pn結(jié)。pn結(jié)在第二垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最小垂直距離，并且在第三垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最大垂直距離。在第四垂直參考水平處，主體結(jié)構(gòu)的摻雜濃度沿著第一橫向方向從電極溝槽結(jié)構(gòu)向臺(tái)面的中心增加到5到100倍。第四垂直參考水平位于第二垂直參考水平和第一垂直參考水平之間，與第一參考水平相距第一垂直距離。第一垂直距離是從第四垂直參考水平到第二垂直參考水平的第二垂直距離的1.5到10倍。

2、本公開(kāi)的另一個(gè)示例涉及一種制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet的方法。該方法包括形成沿著第一橫向方向布置在電極溝槽結(jié)構(gòu)之間的半導(dǎo)體襯底中的臺(tái)面。該方法還包括形成從臺(tái)面的頂表面延伸到臺(tái)面中的凹槽接觸。凹槽接觸的底部位于第一垂直參考水平。該方法還包括在臺(tái)面中形成第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)。該方法還包括在臺(tái)面中形成第二導(dǎo)電類型的主體結(jié)構(gòu)。該方法還包括在臺(tái)面中形成第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)。漂移區(qū)與主體結(jié)構(gòu)形成pn結(jié)。pn結(jié)在第二垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最小垂直距離，并且在第三垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最大垂直距離。在第四垂直參考水平處，主體結(jié)構(gòu)的摻雜濃度沿著第一橫向方向從電極溝槽結(jié)構(gòu)向臺(tái)面的中心增加到5到100倍。第四垂直參考水平位于第二垂直參考水平和第一垂直參考水平之間，與第一參考水平相距第一垂直距離。第一垂直距離是從第四垂直參考水平到第二垂直參考水平的第二垂直距離的1.5到10倍。

3、本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下詳細(xì)描述和查看附圖后將認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet(100)，包括:

2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的fet(100)，其中，所述主體結(jié)構(gòu)(112)包括至少主體區(qū)(1121)、主體接觸區(qū)(1122)和主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度分布(c1，c2，c3)的疊加，并且所述第三垂直參考水平(yref3)處的pn結(jié)(116)與沿著垂直方向(y)在所述主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度分布(c3)和漂移區(qū)(114)的摻雜濃度分布(c4)之間的交點(diǎn)重合。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的fet(100)，其中，主體接觸區(qū)(1122)的摻雜濃度分布(c2)的最大濃度(cmax2)是主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度分布(c3)的最大濃度(cmax3)的5到200倍。

4.根據(jù)前述兩項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度分布(c3)的最大濃度(cmax3)是主體區(qū)的摻雜濃度分布的最大濃度的5到200倍。

5.根據(jù)前述三項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，在電極溝槽結(jié)構(gòu)(106)處或附近的第二垂直參考水平(yref2)處的主體結(jié)構(gòu)(112)的摻雜濃度(c)主要由主體區(qū)(1121)的摻雜濃度(c1)決定。

6.根據(jù)前述四項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，在凹槽接觸(108)的底部處或附近的第一垂直參考水平(yref1)處的主體結(jié)構(gòu)(112)的摻雜濃度主要由主體接觸區(qū)(1122)的摻雜濃度(c2)決定。

7.根據(jù)前述五項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中在第三垂直參考水平(yref3)處或附近的主體結(jié)構(gòu)(112)的摻雜濃度(c)主要由主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度(c3)決定。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，第二垂直參考水平(yref2)和第三垂直參考水平(yref3)之間的絕對(duì)差具有在第一垂直參考水平(yref1)和第二垂直參考水平(yref2)之間的絕對(duì)差的從30％至150％的范圍內(nèi)的值。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，電極溝槽結(jié)構(gòu)(106)包括電極結(jié)構(gòu)(118)和電介質(zhì)結(jié)構(gòu)(120)，電極結(jié)構(gòu)(118)包括柵極電極(1181)和場(chǎng)電極(1182)。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的fet(100)，其中，所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)(120)的一部分布置在所述柵極電極(1181)和所述場(chǎng)電極(1182)之間。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的fet(100)，其中，最大垂直距離(dmax)大于從柵極電極(1181)的底部到臺(tái)面(104)的頂表面(1041)的垂直距離。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的fet(100)，其中，最大垂直距離(dmax)小于從場(chǎng)電極(1182)的頂部到臺(tái)面(104)的頂表面(1041)的垂直距離。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的fet(100)，其中，fet(100)是垂直fet，具有在半導(dǎo)體襯底(102)的第一表面之上的源極電極和在半導(dǎo)體襯底(102)的第二表面之上的漏極電極，第二表面與第一表面相對(duì)。

14.一種制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet(100)的方法，該方法包括:

15.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中形成主體結(jié)構(gòu)(112)包括形成至少主體區(qū)(1121)、主體接觸區(qū)(1122)和主體強(qiáng)化區(qū)(1123)的摻雜濃度分布(c1，c2，c3)的疊加，并且第三垂直參考水平(yref3)處的pn結(jié)(116)與沿著垂直方向(y)在主體強(qiáng)化區(qū)(1223)的摻雜濃度分布(c3)和漂移區(qū)(114)的摻雜濃度分布(c4)之間的交點(diǎn)重合。

16.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，在形成凹槽接觸(108)之前形成主體區(qū)(1121)。

17.根據(jù)前述兩項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中

18.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，第一離子注入工藝的離子注入能量小于第二離子注入工藝的離子注入能量。

19.根據(jù)前述三項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一離子注入工藝的離子注入劑量大于第二離子注入工藝的離子注入劑量。

技術(shù)總結(jié)
FET包括半導(dǎo)體襯底，其具有沿著第一橫向方向布置在電極溝槽結(jié)構(gòu)之間的臺(tái)面。FET還包括從臺(tái)面的頂表面延伸到臺(tái)面中的凹槽接觸。凹槽接觸底部位于第一垂直參考水平。臺(tái)面包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)、第二導(dǎo)電類型的主體結(jié)構(gòu)和第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)。漂移區(qū)與主體結(jié)構(gòu)形成pn結(jié)。pn結(jié)在第二垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最小垂直距離,并且在第三垂直參考水平處具有到臺(tái)面的頂表面的最大垂直距離。在第四垂直參考水平處，主體結(jié)構(gòu)的摻雜濃度沿著第一橫向方向從電極溝槽結(jié)構(gòu)朝向臺(tái)面的中心增加到5到100倍。第四垂直參考水平位于第二垂直參考水平和第一垂直參考水平之間，與第一參考水平相距第一垂直距離。

技術(shù)研發(fā)人員：A·霍夫曼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：英飛凌科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28