位于半導(dǎo)體溝槽中的絕緣塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。該方法包括：提供具有前側(cè)的半導(dǎo)體本體；在前側(cè)上形成掩模；在掩模上形成至少一個(gè)開(kāi)口，開(kāi)口暴露前側(cè)的一部分；在至少一個(gè)開(kāi)口下方形成延伸到半導(dǎo)體本體中的至少一個(gè)溝槽，溝槽呈現(xiàn)至少一個(gè)側(cè)壁以及溝槽底部；在掩模布置在前側(cè)上時(shí)形成覆蓋溝槽底部和至少一個(gè)側(cè)壁的絕緣層，其中，形成絕緣層包括在溝槽底部上以及在至少一個(gè)側(cè)壁上生成熱氧化物；在絕緣層上沉積間隔層，間隔層包括第一電極材料；從絕緣層的覆蓋溝槽底部的至少一部分去除間隔層；對(duì)溝槽至少一部分填充絕緣材料；僅僅去除絕緣材料的由間隔層側(cè)向界定的一部分以在溝槽中留有絕緣塊；對(duì)溝槽的至少一部分填充第二電極材料以在溝槽內(nèi)形成電極。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
位于半導(dǎo)體溝槽中的絕緣塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體裝置的方法的多個(gè)實(shí)施例并且涉及半導(dǎo)體裝置的多個(gè)實(shí)施例、例如JFET、M0SFET、IGBT等的多個(gè)實(shí)施例。特別地，本發(fā)明涉及包括位于溝槽中的柵電極的半導(dǎo)體裝置的多個(gè)實(shí)施例以及制造這樣的產(chǎn)品的方法的多個(gè)實(shí)施例，其中，所述柵電極通過(guò)絕緣層與半導(dǎo)體本體絕緣。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)、消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用中的現(xiàn)代裝置的許多功能、如轉(zhuǎn)化電能和驅(qū)動(dòng)電機(jī)或電力機(jī)均依賴(lài)于半導(dǎo)體裝置。例如，Junct1n Gate Field-Effect Transistor(JFET)、MetalOxide Conductor Field-Effect Transistor(MOSFET)、和Insulated Gate BipolarTransistor(IGBT)被用于各種應(yīng)用，這些應(yīng)用包括但不局限于電源和電源轉(zhuǎn)換器中的開(kāi)關(guān)。
[0003]許多這樣的半導(dǎo)體裝置呈現(xiàn)豎直結(jié)構(gòu)，例如，它們可以構(gòu)造成能夠在位于半導(dǎo)體本體的前側(cè)上的源端或發(fā)射端與位于半導(dǎo)體本體的背側(cè)上的漏端或集電端之間切換電流和/或電壓。切換的控制可以通過(guò)設(shè)置成能夠從半導(dǎo)體裝置的外部接收控制信號(hào)的柵電極實(shí)現(xiàn)。
[0004]例如，這樣的豎直半導(dǎo)體裝置的柵電極至少部分地位于延伸到半導(dǎo)體本體中的溝槽內(nèi)。柵電極可以通過(guò)絕緣層如氧化物層與導(dǎo)體本體絕緣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一實(shí)施例，一種制造半導(dǎo)體裝置的方法被提供。該方法包括:提供具有前側(cè)的半導(dǎo)體本體;在前側(cè)上形成掩模;在掩模上形成至少一個(gè)開(kāi)口，開(kāi)口暴露前側(cè)的一部分;在至少一個(gè)開(kāi)口下方形成延伸到半導(dǎo)體本體中的至少一個(gè)溝槽，溝槽呈現(xiàn)至少一個(gè)側(cè)壁以及溝槽底部;在掩模布置在前側(cè)上時(shí)形成覆蓋溝槽底部和至少一個(gè)側(cè)壁的絕緣層，其中，形成絕緣層包括在溝槽底部上以及在至少一個(gè)側(cè)壁上生成熱氧化物;在絕緣層上沉積間隔層，間隔層包括第一電極材料;從絕緣層的覆蓋溝槽底部的至少一部分去除間隔層;對(duì)溝槽至少一部分填充絕緣材料;僅僅去除絕緣材料的由間隔層側(cè)向界定的一部分以在溝槽中留有絕緣塊;對(duì)溝槽的至少一部分填充第二電極材料以在溝槽內(nèi)形成電極。
[0006]根據(jù)另一實(shí)施例，另一種制造半導(dǎo)體裝置的方法被提供。該方法包括:提供具有前側(cè)的半導(dǎo)體本體;在所述前側(cè)上形成掩模;在所述掩模上形成至少一個(gè)開(kāi)口，所述開(kāi)口暴露所述前側(cè);在所述至少一個(gè)開(kāi)口下方形成延伸到所述半導(dǎo)體本體中的至少一個(gè)溝槽，所述溝槽呈現(xiàn)至少一個(gè)側(cè)壁以及溝槽底部;使所述掩模從所述溝槽的邊緣側(cè)向凹進(jìn)一距離;沉積絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述掩模所述半導(dǎo)體本體的所述前側(cè)的已經(jīng)發(fā)生所述掩模的側(cè)向凹進(jìn)的部分、所述溝槽底部以及所述至少一個(gè)側(cè)壁;在所述絕緣層上沉積間隔層，所述間隔層包括第一電極材料;從所述絕緣層的覆蓋所述溝槽底部的至少一部分去除所述間隔層;對(duì)所述溝槽的至少一部分填充絕緣材料;僅僅去除所述絕緣材料的由所述間隔層側(cè)向界定的一部分以在所述溝槽中留有絕緣塊;對(duì)所述溝槽的至少一部分填充第二電極材料以在所述溝槽內(nèi)形成電極。
[0007]根據(jù)又一實(shí)施例，一種半導(dǎo)體裝置被提供。所述半導(dǎo)體裝置包括:半導(dǎo)體本體，所述半導(dǎo)體本體具有前側(cè)和背側(cè);包含在所述半導(dǎo)體本體中的溝槽，所述溝槽沿著延伸方向延伸到所述半導(dǎo)體本體中，所述延伸方向從所述前側(cè)指向所述背側(cè)，其中，所述溝槽包括電極結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)，所述絕緣結(jié)構(gòu)將所述電極結(jié)構(gòu)與所述半導(dǎo)體本體絕緣并且所述電極結(jié)構(gòu)布置成用于從所述半導(dǎo)體裝置的外部接收電信號(hào)；其中，所述電極結(jié)構(gòu)包括第一電極和與所述第一電極接觸的第二電極，所述第一電極包括第一電極材料并且所述第二電極包括與所述第一電極材料不同的第二電極材料，并且，所述第一電極沿著所述延伸方向比所述第二電極延伸得更遠(yuǎn)。
[0008]本領(lǐng)域技術(shù)人員將在閱讀下述詳細(xì)說(shuō)明后、以及查看附圖后意識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖中的部件不一定按比例繪制，而是強(qiáng)調(diào)對(duì)本發(fā)明思想的展示。此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代對(duì)應(yīng)的部件。在附圖中:
[0010]圖1示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的步驟；
[0011]圖2示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的步驟；
[0012]圖3示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的豎剖面的一區(qū)段；
[0013]圖4示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的豎剖面的一區(qū)段；
[0014]圖5A示意性示出利用根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的方法所制造的半導(dǎo)體裝置的豎剖面的一區(qū)段；
[0015]圖5B示意性示出利用根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的方法所制造的半導(dǎo)體裝置的豎剖面的一區(qū)段。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在下文中，將參考形成本申請(qǐng)文件的一部分的附圖，并且在所述附圖中展示出可以實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0017]對(duì)此，方向術(shù)語(yǔ)如“頂”、“底”、“下方”、“下”、“前”、“后”、“背”、“先”、“尾”等可以參考被說(shuō)明的附圖的定向地使用。由于實(shí)施例的部件可以在多個(gè)不同的定向上定位，因此所述方向術(shù)語(yǔ)用于展示目的并沒(méi)有形成限定。將被理解的是，可以采用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)性或邏輯性的改變而沒(méi)有脫離本發(fā)明的范圍。由此，下述詳細(xì)說(shuō)明不具有限定意義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0018]現(xiàn)在詳細(xì)參考各實(shí)施例，各實(shí)施例中的一個(gè)或一個(gè)以上示例在附圖中展示。每個(gè)示例通過(guò)說(shuō)明予以提供，并且沒(méi)有意在限定本發(fā)明。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的部分所展示或說(shuō)明的特征可以用在其它實(shí)施例上或者可以與其它實(shí)施例組合以得到另外的實(shí)施例。本發(fā)明還旨在包括這樣的改型或變化。各示例利用沒(méi)有構(gòu)成對(duì)所附權(quán)利要求的范圍限定的特定語(yǔ)言來(lái)描述。附圖沒(méi)有按比例繪制并且僅僅用于展示目的。為了清楚，如果沒(méi)有其它說(shuō)明，則相同的元件或制造步驟在不同的附圖中配屬有相同的附圖標(biāo)記。
[0019]本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“水平”旨在描述與半導(dǎo)體襯底的水平表面或半導(dǎo)體接觸區(qū)域的水平表面或半導(dǎo)體本體的前側(cè)的水平表面大致平行的定向。
[0020]本發(fā)明所使用的“豎直”旨在描述大致垂直于水平表面布置的定向、即平行于半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體接觸區(qū)域或半導(dǎo)體本體的前側(cè)的表面的法線方向的定向。
[0021]在本
【發(fā)明內(nèi)容】
中，術(shù)語(yǔ)“接觸”旨在描述在相應(yīng)的半導(dǎo)體裝置的兩個(gè)元件之間存在直接物理連接;例如，彼此接觸的兩個(gè)元件之間的過(guò)渡不應(yīng)當(dāng)包括另外的中間元件等。
[0022]本發(fā)明所描述的具體實(shí)施例涉及但沒(méi)有局限于功率半導(dǎo)體裝置的實(shí)施例、如呈現(xiàn)JFET結(jié)構(gòu)、MOSFET結(jié)構(gòu)或IGBT結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。
[0023]本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“功率半導(dǎo)體裝置”旨在描述位于單個(gè)芯片上的具有較高的電壓阻斷和切換和/或較高的電流承載和切換能力的半導(dǎo)體裝置。換言之，功率半導(dǎo)體裝置旨在用于較高電流(例如在安培范圍內(nèi)的電流比如高至幾安培的電流)和/或較高電壓(例如200V以上、600V以上或更高)。
[0024]然而，應(yīng)當(dāng)被理解的是，本發(fā)明沒(méi)有局限于功率半導(dǎo)體裝置。對(duì)功率半導(dǎo)體裝附加或替代地，本文所描述的原理、裝置和方法還可以應(yīng)用至較低電壓的半導(dǎo)體裝置、例如應(yīng)用至適于電壓不高于10V、不高于25V、不高于100V、不高于200V的半導(dǎo)體裝置。
[0025]圖1示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置I的方法2的步驟。該方法2可包括多個(gè)步驟，這些步驟中的至少一些借助示意性且示例性展示處于制造的相應(yīng)特定狀態(tài)下的半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段地在圖1中示出:
[0026]在第一步20中，提供具有前側(cè)101的半導(dǎo)體本體10。在一實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體10包括半導(dǎo)體本體材料、如硅(Si)或碳化硅(SiC)。例如，半導(dǎo)體本體10可以是硅(Si)晶圓的一部分或碳化娃(SiC)晶圓的一部分。
[0027]在下一步驟21中，在所述前側(cè)101上形成掩模12。例如，形成所述掩模12可包括在半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101上沉積二氧化硅(S12)和氮化硅(Si3N4)中的至少一種。在一實(shí)施例中，掩模12是硬掩模。
[0028]在隨后的步驟22中，可以通過(guò)在掩模12上例如利用光刻方法形成開(kāi)口121而使掩模12結(jié)構(gòu)化。所述開(kāi)口 121可暴露半導(dǎo)體本體1的所述前側(cè)1I的一部分。
[0029]在步驟23中，在開(kāi)口 121下方形成延伸到半導(dǎo)體本體10中的溝槽13。例如，可以通過(guò)各向異性蝕刻處理而實(shí)現(xiàn)溝槽13的形成，其中，半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101除了位于掩模12的開(kāi)口 121下方的部分外均被掩模12保護(hù)。由此形成的溝槽13具有至少一個(gè)側(cè)壁137和溝槽底部136。
[0030]根據(jù)圖1示出的實(shí)施例，溝槽13呈現(xiàn)有兩個(gè)基本上豎直對(duì)齊的側(cè)壁137，并且溝槽底部136基本上水平對(duì)齊于所述側(cè)壁137、例如基本上垂直于所述側(cè)壁137地布置。
[0031]例如，溝槽13的寬度小于300nm、例如小于200nm;即兩側(cè)壁137之間的距離可以小于300nm、或小于200nm。
[0032]在下一步驟24中，在掩模12布置在前側(cè)101上時(shí)形成覆蓋溝槽底部136和側(cè)壁137的絕緣層138，其中，該絕緣層138的形成可包括在溝槽底部136上和側(cè)壁137上生成熱氧化物。例如，由此可以基本上避免的是在前側(cè)101上也形成絕緣層138。
[0033]方法2在隨后的步驟25中可進(jìn)一步包括在絕緣層138上沉積間隔層14，其中，間隔層14包括第一電極材料。例如，多晶娃、金屬和金屬娃化物中的至少一種可以用作第一電極材料。
[0034]例如，所述間隔層14還可以覆蓋所述掩模12的多個(gè)部分。
[0035]隨后，在步驟26中，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的至少一部分去除間隔層14。例如，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的所述部分去除間隔層14可包括各向異性蝕刻處理、如等離子支持蝕刻處理(plasma supported etch process)。例如，可以使用活性離子束蝕刻處理。
[0036]例如，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的至少一部分去除間隔層14(參見(jiàn)步驟26)以同時(shí)保留間隔層14的沿著絕緣層138的覆蓋側(cè)壁137的部分延伸的部分地實(shí)施。
[0037]進(jìn)一步地，方法2可包括步驟27，在步驟27中，以絕緣材料填充溝槽13的至少一部分。例如，以絕緣材料填充溝槽13的所述部分可包括沉積二氧化硅(S12)。在一實(shí)施例中，可以施加正硅酸乙酯(TEOS)的沉積從而實(shí)施所述填充。絕緣材料的更多的示例是高密度等離子體(HDP)氧化物、氮化硅、或氮氧化硅。
[0038]在進(jìn)一步的步驟28中，僅僅去除絕緣材料的被間隔層14所側(cè)向界定的一部分以在溝槽13中留有絕緣塊4 ο例如，在位于溝槽13內(nèi)的絕緣材料的這樣的去除過(guò)程中，絕緣層138可以被間隔層14保護(hù)，如圖1所示。由此，去除絕緣材料4例如可包括各向異性蝕刻處理如活性離子束蝕刻、或沒(méi)有破壞絕緣層138的濕法蝕刻處理。
[0039]在隨后的步驟29中，以第二電極材料填充溝槽13的至少一部分從而在溝槽13內(nèi)形成電極130-2。例如，所述電極130-2布置在所述絕緣塊4上。所述間隔層14沿著溝槽13比電極130-2延伸得更遠(yuǎn)。此外，所述電極130-2可以在鄰近覆蓋所述側(cè)壁137的絕緣層138處與間隔層14接觸。
[0040]第一電極材料和第二電極材料可以具有不同的導(dǎo)電性。例如，電極130-2的第二電極材料的導(dǎo)電性可以比間隔層14的第一電極材料的導(dǎo)電性高。
[0041 ] 在一實(shí)施例中，間隔層14的平均導(dǎo)電性低于電極130-2的平均導(dǎo)電性。
[0042]根據(jù)另一實(shí)施例，第一電極材料可以與第二電極材料相同。由此，間隔層14的平均導(dǎo)電性可以與電極130-2的平均導(dǎo)電性相同。
[0043]此外，所述電極130-2和所述間隔層14可以形成電極結(jié)構(gòu)，其中，所述電極結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成能夠從半導(dǎo)體裝置I的外部接收電信號(hào)、如控制信號(hào)。電極結(jié)構(gòu)的另外可選的特征將參考圖3至圖5B予以更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0044]例如，電極130-2可用作用于沿著溝槽13的中心部分傳輸從半導(dǎo)體裝置I外部所接收的所述電信號(hào)、例如呈電壓形式和/或充電電流形式的電信號(hào)的良好導(dǎo)體。在一實(shí)施例中，電極130-2是金屬電極。包括第一電極材料的間隔層14可以構(gòu)造成能夠接收所述電信號(hào)并能夠沿著溝槽13的側(cè)壁137在半導(dǎo)體本體10中誘導(dǎo)出通道。例如，第一電極材料是一種在絕緣層138處功函數(shù)上適合于該目的的材料，所述第一電極材料可以是柵氧化物。例如，多晶硅可以用作間隔層14的第一電極材料。
[0045]在對(duì)溝槽13的至少一部分填充第二電極材料后，方法2還可包括步驟30，在該步驟30中，所述第二電極材料的部分、所述掩模12的部分、所述間隔層14的部分、所述絕緣層138的部分和所述半導(dǎo)體本體10的部分被去除、例如沿著溝槽13的豎直延伸方向向下至一定深度地被去除。該步驟可包括蝕刻處理、拋光處理、化學(xué)-機(jī)械平坦化(CMP)處理中的至少一種。
[0046]圖2示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置I的另一方法3的步驟。
[0047]方法3可包括多個(gè)步驟，這些步驟中的至少一些借助示意性且示例性展示處于制造的相應(yīng)特性狀態(tài)下的半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段地在圖2中示出。
[0048]方法3還可包括如圖1中示意性且示例性示出的并且如上文所描述的步驟20至23。然而，步驟20至23沒(méi)有在圖2中示出。
[0049]在所述步驟23中形成所述溝槽13之后，方法3可包括步驟23-1，該步驟23-1使掩模12從溝槽13的邊緣139側(cè)向凹進(jìn)距離d ο例如，所述邊緣139由溝槽13的側(cè)壁137的上端形成，所述上端形成溝槽開(kāi)口。
[0050]在一實(shí)施例中，使掩模12從溝槽13的邊緣139凹進(jìn)的所述步驟23-1可包括實(shí)施濕法化學(xué)蝕刻處理。
[0051 ]所述距離d可以是水平方向上的、例如與所述前側(cè)101的表面大致平行的方向上的和/或與所述側(cè)壁137的表面的法線大致平行的方向上的距離。
[0052]此外，上述側(cè)向凹進(jìn)可暴露半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101的之前已經(jīng)在其上形成有掩模12的一部分。
[0053]下一步驟24-1可包括沉積絕緣層138，該絕緣層138覆蓋掩模12、半導(dǎo)體本體10的前側(cè)1I的部分(即發(fā)生掩模12的側(cè)向凹進(jìn)的那部分)、溝槽底部136和側(cè)壁137。例如，沉積的絕緣層138的厚度t可以小于或等于所述距離d，其中，所述厚度t和所述距離d可沿著相同的方向、例如沿著與所述側(cè)壁137的表面的法線大致平行的方向確定。
[0054]在一實(shí)施例中，絕緣層138的沉積24-1可以實(shí)施成能夠形成絕緣層138的水平表面138-1，其中，所述水平表面138-1可以大致平行于所述側(cè)壁137的表面的法線，其中，所述水平表面138-1可以進(jìn)一步從上、例如在與所述側(cè)壁137的表面大致平行的豎直方向上覆蓋絕緣層138的沿著溝槽13的側(cè)壁137延伸的那些部分。
[0055]例如，所述水平表面138-1可以從上完全覆蓋絕緣層138的覆蓋溝槽13的側(cè)壁137的那些部分。例如，在步驟24-1中在沉積所述絕緣層138后，可以在發(fā)生掩模12的側(cè)向凹進(jìn)23-1的區(qū)域中形成階梯狀結(jié)構(gòu)，該階梯狀結(jié)構(gòu)包括絕緣層138的所述水平表面138-1和豎直表面138-2，其中，該階梯狀結(jié)構(gòu)可基本上跟隨掩模12的以及半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101的發(fā)生掩模12的側(cè)向凹進(jìn)23-1的那部分的輪廓。
[0056]根據(jù)一實(shí)施例，絕緣層138的沉積24-1包括沉積氧化物如二氧化硅。此外，掩模12可包括與絕緣層138相同的材料。
[0057]與圖1示出的方法2的實(shí)施例類(lèi)似，間隔層14是在步驟25中沉積在絕緣層138上的，其中，間隔層14包括第一電極材料。此外，如上所述，沉積的間隔層14的厚度w可以等于或大于沉積的絕緣層138的厚度t，其中，沉積的間隔層14的所述厚度w和沉積的絕緣層138的所述厚度t可以沿著相同的方向、例如在與所述側(cè)壁137的表面的法線大致平行的方向上確定。
[0058]例如，方法3可包括另外的步驟26至29，所述步驟26至29可以采用與已經(jīng)參考圖1所描述的所述步驟26至29類(lèi)似或相同的方式執(zhí)行。
[0059]由此，在步驟26中，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的至少一部分去除間隔層14。
[0060]例如，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的至少一部分去除26間隔層14可以以保留間隔層14的沿著絕緣層138的覆蓋側(cè)壁137的部分的部分地實(shí)施。
[0061]此外，間隔層14的去除26可以以保留間隔層14的從上覆蓋絕緣層的所述水平表面138-1的那些部分地實(shí)施。
[0062]例如，從絕緣層138的覆蓋溝槽底部136的所述部分去除間隔層14可包括各向異性蝕刻處理、如等離子支持蝕刻處理。例如，可以采用活性離子束蝕刻處理。
[0063]在步驟27中，采用與參考圖1所描述的方法2的步驟27類(lèi)似或相同的方式來(lái)對(duì)溝槽13的至少一部分填充絕緣材料。
[0064]進(jìn)一步地，在步驟28中，僅僅去除絕緣材料的被間隔層14側(cè)向界定的一部分以在溝槽13中留有絕緣塊4。去除絕緣材料可以例如包括各向異性蝕刻處理如活性離子束蝕刻、或不會(huì)破壞絕緣層138的濕法蝕刻處理。
[0065]例如，在溝槽13中的絕緣材料的這樣的去除過(guò)程中，絕緣層138可以被間隔層14保護(hù)，如圖1所示。
[0066]例如，絕緣層138的覆蓋溝槽13的側(cè)壁137的那些部分可以被間隔層14的覆蓋所述水平表面138-1的那些部分保護(hù)。
[0067]在另一實(shí)施例中，所述絕緣層138的沒(méi)有被從上覆蓋的部分、例如沒(méi)有被間隔層14的部分和掩模12中的任一個(gè)覆蓋的部分可以在步驟28中去除。例如，如圖2所示，絕緣層138的覆蓋半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101的已經(jīng)在步驟23-1中發(fā)生掩模12的側(cè)向凹進(jìn)的部分的部分可以被去除以暴露半導(dǎo)體本體1的前側(cè)1I的該部分。
[0068]去除絕緣材料的步驟28可包括各向異性蝕刻處理。如圖2中所示的方法2，在去除位于溝槽13中的絕緣材料的一部分的過(guò)程中，絕緣層138可以被間隔層14保護(hù)。
[0069]此外，如上述方法2，在步驟29中，對(duì)溝槽13的至少一部分填充第二電極材料從而在溝槽13內(nèi)形成電極130-2。
[0070]選擇性地，方法3還可進(jìn)一步包括步驟30(未示出)，該步驟30包括沿著溝槽13的豎直延伸方向向下至一定深度地去除所述第二電極材料的部分、所述掩模12的部分、所述間隔層14的部分、所述絕緣層138的部分和所述半導(dǎo)體本體10的部分。這一步驟可包括蝕刻處理、拋光處理和化學(xué)-機(jī)械平坦化(CMP)處理中的至少一種。例如，在執(zhí)行步驟29的過(guò)程中，可以在前側(cè)1I的已經(jīng)在步驟23-1過(guò)程中發(fā)生掩模12的側(cè)向凹進(jìn)的區(qū)域中形成電極130-2與半導(dǎo)體本體10的前側(cè)101之間的接觸部。通過(guò)執(zhí)行步驟30，可以去除所述接觸部。換言之，如圖1示意性所示，所述一定深度可以選擇成使得半導(dǎo)體裝置I的多個(gè)部分可以被去除以減小溝槽底部136與前側(cè)101之間的距離。例如，在執(zhí)行步驟30后，所述前側(cè)101不再被材料覆至
ΠΠ ο
[0071]圖3示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段。例如，半導(dǎo)體裝置I通過(guò)執(zhí)行參考圖1和圖2所描述的方法2和3中的至少一種方法而被制造。
[0072]半導(dǎo)體裝置I包括半導(dǎo)體本體10，其中，半導(dǎo)體本體10具有前側(cè)101和背側(cè)102。例如，半導(dǎo)體本體10可包括硅(Si)或碳化硅(SiC)中的一種。
[0073]此外，半導(dǎo)體裝置I包括包含在半導(dǎo)體本體10中的溝槽13，所述溝槽13沿著從前側(cè)1I指向背側(cè)102的延伸方向Y延伸到半導(dǎo)體本體1中。
[0074]例如，溝槽13在大致垂直于所述延伸方向Y的方向上的寬度小于300nm、如小于200nm，也即溝槽13的兩個(gè)側(cè)壁137之間的距離小于300nm、或小于200nm。
[0075]在一實(shí)施例中，溝槽13已經(jīng)通過(guò)執(zhí)行如上所說(shuō)明的步驟23和步驟24中的至少一個(gè)步驟而形成。
[0076]溝槽13包括電極結(jié)構(gòu)130和將電極結(jié)構(gòu)130與半導(dǎo)體本體10絕緣的絕緣結(jié)構(gòu)131。電極結(jié)構(gòu)130可以布置成用于從半導(dǎo)體裝置I的外部接收電信號(hào)。
[0077 ] 絕緣結(jié)構(gòu)131可包括氧化物、如二氧化硅。在一實(shí)施例中，絕緣結(jié)構(gòu)131已經(jīng)通過(guò)上文說(shuō)明的步驟24或24-1中的至少一個(gè)而形成。由此，絕緣結(jié)構(gòu)131可包括所述絕緣層138。
[0078]電極結(jié)構(gòu)130可形成JFET、M0SFET或IGBT的柵電極。例如，電極結(jié)構(gòu)130可以電連接至半導(dǎo)體裝置I的柵端(未示出)。在另一實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)130可形成JFET或MOSFET的補(bǔ)償場(chǎng)板電極結(jié)構(gòu)(compensat1n field plate electrode structure)，其中，電極結(jié)構(gòu) 130可電連接至半導(dǎo)體裝置I的源端(未示出)。
[0079]電極結(jié)構(gòu)130包括第一電極130-1以及與第一電極130-1接觸的第二電極130-2，第一電極130-1包括第一電極材料并且第二電極130-2包括與第一電極材料不同的第二電極材料。
[0080]在一實(shí)施例中，第一電極130-1已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行上文所說(shuō)明的步驟25而形成。由此，第一電極130-1可包括所述間隔層14。此外，第二電極130-2已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行上文所說(shuō)明的步驟29而形成。
[0081]例如，第一電極130-1沿著所述延伸方向Y比第二電極130-2延伸得更遠(yuǎn)，例如遠(yuǎn)至少40nm、或至少50nm、至少80nm、或至少10nm的距離。根據(jù)一實(shí)施例，上述距離值可以根據(jù)半導(dǎo)體裝置I所應(yīng)當(dāng)應(yīng)用的電壓范圍而選擇。例如，如果半導(dǎo)體裝置I應(yīng)當(dāng)用在較高的電壓范圍內(nèi)，則可以選擇較長(zhǎng)的距離、例如至少90nm的距離，而如果半導(dǎo)體裝置I應(yīng)當(dāng)被用在較低的電壓范圍內(nèi)，則可以選擇較短的距離、例如至少40nm的距離。
[0082]第一電極材料呈現(xiàn)第一導(dǎo)電性并且第二電極材料呈現(xiàn)第二導(dǎo)電性，其中，第二導(dǎo)電性可以高于第一導(dǎo)電性。例如，第二電極130-2的平均導(dǎo)電性高于第一電極130-1的平均導(dǎo)電性，例如第二電極130-2的平均導(dǎo)電性是第一電極130-1的平均導(dǎo)電性的至少1.5倍、至少2倍、或至少10倍、或甚至更高、例如是第一電極130-1的平均導(dǎo)電性的至少100倍、或者甚至是至少1000倍。
[0083]根據(jù)一實(shí)施例，第一電極材料可包括多晶硅，而第二電極材料可包括多晶硅或金屬中的一種。例如，第二電極130-2可以用作用于沿著溝槽13的中心部分傳輸從半導(dǎo)體裝置I的外部所接收的呈電壓和/或充電電流形式的電信號(hào)、例如控制信號(hào)比如門(mén)信號(hào)的良好導(dǎo)體。在一實(shí)施例中，第二電極130-2是金屬電極。
[0084]第一電極130-1可以布置并構(gòu)造成能夠接收所述電信號(hào)并能夠在半導(dǎo)體本體10中沿著溝槽13的側(cè)壁137誘導(dǎo)出通道。例如，第一電極材料是一種適合于該目的、例如在絕緣結(jié)構(gòu)131處的功函數(shù)上適合于該目的的材料，所述第一電極材料可以是柵氧化物。例如，多晶硅可以被用作第一電極的第一電極材料。
[0085]例如，絕緣結(jié)構(gòu)131的一部分布置在溝槽13的底部區(qū)域13-1上。絕緣結(jié)構(gòu)131的該部分可以具有第一絕緣區(qū)131-1和第二絕緣區(qū)131-2，其中，第一絕緣區(qū)131-1布置在第一電極130-1下方并沿著所述延伸方向Y呈現(xiàn)第一厚度tl，并且，所述第二絕緣區(qū)131-2布置在第二電極130-2下方并沿著所述延伸方向呈現(xiàn)第二厚度t2，第二厚度t2大于第一厚度tl。例如，t2與tl之間的差至少為40nm、或至少為50nm、或至少為80nm、或至少為lOOnm。
[0086]例如，一方面第一電極130-1與第二電極130-2下方的區(qū)域并且另一方面絕緣結(jié)構(gòu)131與半導(dǎo)體本體之間的沿著所述延伸方向Y的過(guò)渡部位被完全填充以絕緣材料。
[0087]在一實(shí)施例中，第二絕緣區(qū)131-2已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行步驟28而形成。由此，第二絕緣區(qū)131 -2可包括所述絕緣塊4。
[0088]此外，在溝槽13的所述底部區(qū)域13-1中，絕緣結(jié)構(gòu)131可沿著所述延伸方向Y呈現(xiàn)所述第二厚度t2，所述第二厚度t2至少與所述第一電極130-1沿著所述延伸方向Y的最大延伸度Π與所述第二電極130-2沿著所述延伸方向Y的最大延伸度Y2之間的差一樣大。
[0089]絕緣結(jié)構(gòu)131的另一部分131-3可以布置在溝槽13的所述底部區(qū)域13-1上方并且在垂直于所述延伸方向Y的側(cè)向方向X上呈現(xiàn)厚度t。例如，所述第一厚度tl等于或大于側(cè)向方向X上的所述厚度t。例如，所述側(cè)向方向X大致平行于溝槽13的所述側(cè)壁137的表面的法線。
[0090]第二電極130-2的底部可以沿著所述延伸方向Y借助所述第二絕緣區(qū)131-2與半導(dǎo)體本體10隔開(kāi)，所述第二絕緣區(qū)131-2可以形成絕緣結(jié)構(gòu)131的相對(duì)較厚的部分。這例如在所述背側(cè)102耦接至漏極(未示出)并且所述電極結(jié)構(gòu)130電連接至半導(dǎo)體裝置I的柵端(未示出)的情況下可以允許相對(duì)較小的柵極-漏極電容。同時(shí)，第一電極130-1可以沿著所述延伸方向Y比第二電極130-2延伸得更遠(yuǎn)。在例如通過(guò)從半導(dǎo)體裝置的外部向電極結(jié)構(gòu)130供應(yīng)所述電信號(hào)而對(duì)電極結(jié)構(gòu)130加載電荷時(shí)，一通道、例如用于傳導(dǎo)負(fù)載電流的通道、比如反轉(zhuǎn)通道(invers1n channel)或積累通道(accumulat1n channel)可以沿著溝槽13的側(cè)壁137、于第一電極130-1附近、在半導(dǎo)體本體10中形成。根據(jù)一實(shí)施例，在給定長(zhǎng)度的這樣的通道下，不需要增加溝槽13的總深度，從而可以在第二電極130-2下方提供相對(duì)較厚的第二絕緣區(qū)131-2。由此，利用如圖3示意性示出的結(jié)構(gòu)，可以提供具有下述特征的半導(dǎo)體裝置1:呈現(xiàn)較低的柵極-漏極電荷，但是沒(méi)有遭受由于熱載流子所導(dǎo)致的可靠性問(wèn)題、或者沒(méi)有遭受利用較低摻雜的半導(dǎo)體本體10來(lái)解決該可靠性問(wèn)題所帶來(lái)的高導(dǎo)通電阻。
[0091]圖4示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的另外的半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段。例如，半導(dǎo)體裝置I通過(guò)執(zhí)行參考圖1和圖2所描述的方法中的至少一種方法而被制造。
[0092]圖4的半導(dǎo)體裝置I的結(jié)構(gòu)基本上與圖3示出的半導(dǎo)體裝置I的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。在如圖4所示的剖視圖中，半導(dǎo)體裝置I可呈現(xiàn)位于溝槽13中的兩個(gè)第一電極130-1，每個(gè)第一電極130-1可以與第二電極130-2接觸，第二電極130-2可以形成電極結(jié)構(gòu)130的中間部分。第一電極130-1可以彼此電接觸。例如，這兩個(gè)第一電極130-1均可以是電極的沿著溝槽13的側(cè)壁137延伸的部分。換言之，溝槽13的側(cè)壁137可以被絕緣結(jié)構(gòu)131的側(cè)向部分覆蓋(參見(jiàn)圖3中示出的絕緣結(jié)構(gòu)131的部分131-3)，該側(cè)向部分進(jìn)而可以被第一電極130-1所包含的第一電極材料層覆蓋。這兩個(gè)第一電極130-2可以沿著所述延伸方向Y呈現(xiàn)相同的總延伸度，從而在所述溝槽13中形成例如基本上對(duì)稱(chēng)布置的電極結(jié)構(gòu)130。
[0093]在一實(shí)施例中，溝槽13已經(jīng)通過(guò)執(zhí)行步驟23和步驟24中的至少一個(gè)步驟而形成，如上所述那樣。
[0094]根據(jù)圖4中示出的實(shí)施例，溝槽13可呈現(xiàn)兩個(gè)基本上豎直對(duì)齊的側(cè)壁137并且所述溝槽底部136大致上水平對(duì)齊于所述側(cè)壁137、例如大致垂直于所述側(cè)壁137地布置。
[0095]在一實(shí)施例中，第一電極130-1已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行如上所述的步驟25而形成。由此，第一電極130-1可包括所述間隔層14。此外，第二電極130-2可以已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行如上所述的步驟29而形成。例如，圖4的半導(dǎo)體裝置I的絕緣結(jié)構(gòu)131已經(jīng)通過(guò)執(zhí)行如上所述的步驟24和24-1中的至少一個(gè)步驟而形成。由此，絕緣結(jié)構(gòu)131可包括所述絕緣層138。此外，第二絕緣區(qū)131-2已經(jīng)通過(guò)至少執(zhí)行步驟28而形成。由此，第二絕緣區(qū)131-2可包括所述絕緣塊4。
[0096]例如，電極結(jié)構(gòu)130可以形成JFET、M0SFET或IGBT的柵電極。例如，電極結(jié)構(gòu)130可以電連接至半導(dǎo)體裝置I的柵端(未示出)。在另一實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)130可形成JFET或MOSFET的補(bǔ)償場(chǎng)板電極結(jié)構(gòu)，其中，電極結(jié)構(gòu)130可以電連接至半導(dǎo)體裝置I的源端(未示出)。
[0097]圖5A示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的又一半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段。
[0098]圖5A中示意性示出的半導(dǎo)體裝置I可以例如通過(guò)執(zhí)行如上所述的方法2或3中的至少一種方法而被制造。
[0099]例如，半導(dǎo)體裝置I包括可以布置在所述溝槽13下方并且與該溝槽13接觸的場(chǎng)電極布置結(jié)構(gòu)，所述溝槽13包納所述電極結(jié)構(gòu)130和所述絕緣結(jié)構(gòu)131。所述場(chǎng)電極布置結(jié)構(gòu)可包括被另外的絕緣結(jié)構(gòu)150包圍的場(chǎng)電極5，該另外的絕緣結(jié)構(gòu)150將場(chǎng)電極5與半導(dǎo)體本體10絕緣。該另外的絕緣結(jié)構(gòu)150可以與所述絕緣結(jié)構(gòu)131接觸。
[0100]根據(jù)一實(shí)施例，通過(guò)執(zhí)行參考圖1和圖2所示例性說(shuō)明的方法2和3中的至少一種方法而形成的所述溝槽13可以形成主溝槽15的上部，該主溝槽15在延伸方向Y上比溝槽13延伸得更遠(yuǎn)并且包納所述場(chǎng)電極布置結(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)電極布置結(jié)構(gòu)包括所述場(chǎng)電極5和所述另外的絕緣結(jié)構(gòu)150。
[0101]場(chǎng)電極5和另外的絕緣結(jié)構(gòu)150可以布置在主溝槽15的下部中、例如布置在溝槽13的底部136(如圖5A中的虛線所示)的下方。
[0102]對(duì)應(yīng)地，所述方法2和3中的至少一種方法可包括附加步驟，該附加步驟用于制造主溝槽15的可包納場(chǎng)電極5和另外的絕緣結(jié)構(gòu)150的所述下部。隨后，電極結(jié)構(gòu)130以及包括位于溝槽底部136處的絕緣塊4例如所述第二絕緣區(qū)131-2的絕緣結(jié)構(gòu)131可利用參考圖1或圖2所說(shuō)明的步驟而形成。
[0103]場(chǎng)電極5可例如包括金屬和/或多晶硅并可電連接至半導(dǎo)體裝置I的源端(未示出)。使場(chǎng)電極5絕緣的所述另外的絕緣結(jié)構(gòu)15 O可包括與所述絕緣結(jié)構(gòu)131相同的材料。由此，場(chǎng)電極5可用作補(bǔ)償場(chǎng)板結(jié)構(gòu)、例如功率MOSFET的補(bǔ)償場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。電極結(jié)構(gòu)130可電連接至半導(dǎo)體裝置I的柵端(未示出)。由于將第二電極130-2與場(chǎng)電極150隔離的絕緣塊4例如所述第二絕緣區(qū)131-2的存在，可以減小半導(dǎo)體裝置I的柵極-源極電容以及所關(guān)聯(lián)的柵極-源極電荷。
[0104]圖5B示意性示出根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的另一半導(dǎo)體裝置I的豎剖面的一區(qū)段。
[0105]在圖5B中示意性示出的半導(dǎo)體裝置I可以例如通過(guò)執(zhí)行上文所說(shuō)明的方法2或3中的至少一種方法而被制造。
[0106]半導(dǎo)體裝置I可包括包納在溝槽13的上部中的柵電極6。柵電極6可以通過(guò)另外的絕緣結(jié)構(gòu)160與半導(dǎo)體本體10絕緣。柵電極6可包括例如金屬或多晶硅并可電連接至半導(dǎo)體裝置I的柵端(未示出)O使柵電極6絕緣的另外的絕緣結(jié)構(gòu)160可包括與所述絕緣結(jié)構(gòu)131相同的材料。
[0107]與圖5A的半導(dǎo)體裝置I不同的是，此處的電極結(jié)構(gòu)130可以用作場(chǎng)電極。為此，電極結(jié)構(gòu)130可電連接至半導(dǎo)體裝置I的源端(未示出)。由于絕緣塊4如所述第二絕緣區(qū)131-2的存在，可以減小半導(dǎo)體裝置I的源極-漏極電容以及所關(guān)聯(lián)的源極-漏極電荷。
[0108]上文說(shuō)明的實(shí)施例包括下述特點(diǎn):在用于電力電子裝置中的許多功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中，柵電極的底部連同絕緣層的底部和形成包圍的半導(dǎo)體本體的底部可顯著地增加半導(dǎo)體裝置的柵極-漏極電容。在每個(gè)切換周期中，柵極-漏極電容不得不被充、放對(duì)應(yīng)的柵極-漏極電荷。在操作中，柵極-漏極電容充、放柵極-漏極電荷會(huì)增加切換用時(shí)以及半導(dǎo)體裝置和關(guān)聯(lián)的柵極驅(qū)動(dòng)器的功率損失。由此，期待提供具有較低的柵極-漏極電容并且由此在操作中具有較低的柵極-漏極電荷的半導(dǎo)體裝置。例如，對(duì)這樣的半導(dǎo)體裝置的柵極-漏極電容的減小可以通過(guò)下述方式得到解決:在柵極所在的溝槽內(nèi)、于柵電極的底部與位于溝槽底部下方的半導(dǎo)體本體之間提供較厚的氧化物層。
[0109]然而，加深溝槽以在底部提供較厚的氧化物層會(huì)例如由于熱載流子注入氧化物層的風(fēng)險(xiǎn)的增加而減損裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。這可能導(dǎo)致功率半導(dǎo)體裝置的重復(fù)雪崩能力(repetitive avalanche capability)的降低。這種不想要的副作用可以通過(guò)使半導(dǎo)體本體的漂移區(qū)具有低摻雜水平而得以補(bǔ)償。然而，這種低摻雜水平會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通電阻的增加。由此，利用在溝槽底部處提供較厚的氧化物的當(dāng)前的技術(shù)方案在柵極-漏極電荷與導(dǎo)通電阻之間予以平衡。
[0110]根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法被建議，其中，利用自對(duì)齊處理在溝槽的底部處提供絕緣塊，該自對(duì)齊處理所基于的是沿著溝槽的側(cè)壁延伸的間隔層。根據(jù)所建議的方法的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，絕緣層可以在從溝槽內(nèi)去除絕緣材料的處理過(guò)程中被間隔層的多個(gè)部分保護(hù)。
[0111]根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，具有較低的柵極-漏極電荷的半導(dǎo)體裝置可以采用具有成本效益的方式制造。此外，通過(guò)改變絕緣塊的厚度和/或間隔層的厚度，可以容易地調(diào)節(jié)柵極-漏極電荷。
[0112]所建議的方法沒(méi)有局限于制造具有減小的柵極電荷的半導(dǎo)體裝置。例如，在包納柵電極和補(bǔ)償場(chǎng)電極的溝槽中，根據(jù)建議的方法所提供的絕緣塊允許根據(jù)場(chǎng)電極和柵電極的相對(duì)布置來(lái)減小柵極-源極電荷和/或源極-漏極電荷。
[0113]根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，一種在溝槽內(nèi)包括絕緣塊的半導(dǎo)體裝置被建議。該絕緣塊將第二電極與位于溝槽的底部區(qū)域中的半導(dǎo)體本體隔開(kāi)。位于溝槽的側(cè)壁附近的第一電極可以構(gòu)造成能夠在接收到電信號(hào)如門(mén)信號(hào)時(shí)在半導(dǎo)體本體中誘導(dǎo)出一通道。第一電極可以沿著溝槽的延伸方向比第二電極延伸得更遠(yuǎn)。由此，在給定的通道長(zhǎng)度下，可以被提供具有較低的柵極-漏極電荷而沒(méi)有增加溝槽的總深度的半導(dǎo)體裝置。采用這種方式，可靠性問(wèn)題、例如由于熱載流子注入所導(dǎo)致的可靠性問(wèn)題可以被避免。
[0114]即使如“第一步驟”、“第二步驟”和“隨后的步驟”、“然后”等格式已經(jīng)在上文中被使用，但是執(zhí)行方法2或3的步驟的順序仍可以在適于制造所述半導(dǎo)體裝置的過(guò)程的情況下被改變。
[0115]在上文中，半導(dǎo)體裝置和制造半導(dǎo)體裝置的方法的實(shí)施例被說(shuō)明。例如，半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體構(gòu)件的實(shí)施例可以基于硅(Si)。由此，單晶半導(dǎo)體區(qū)域或?qū)?、例如示例性?shí)施例的半導(dǎo)體本體10通常為單晶Si區(qū)域或Si層。在其它實(shí)施例中，可以使用多晶或無(wú)定形硅。
[0116]然而，應(yīng)當(dāng)被理解的是，半導(dǎo)體本體10可以由適于制造半導(dǎo)體裝置的任何半導(dǎo)體材料制成。這樣的材料的示例包括而沒(méi)有局限于基本半導(dǎo)體材料如硅(Si)或鍺(Ge)、IV族化合物半導(dǎo)體材料如碳化娃(SiC)或娃鍺(SiGe)、二元、三元或四元II1-V半導(dǎo)體材料如氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、磷化鎵銦(InGaPa)、氮化鎵鋁(AlGaN)、氮化鋁銦(Al InN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵銦(AlGaInN)、砷磷化銦鎵(InGaAsP)以及二元或三元I1-VI半導(dǎo)體材料如碲化鎘(CdTe)和碲化汞鎘(HgCdTe)等。前述半導(dǎo)體材料還被稱(chēng)之為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)組合兩種不同的半導(dǎo)體材料時(shí)，可以形成異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的示例包括但不局限于氮化鎵鋁(AlGaN)-氮化銦鎵鋁(AlGaInN)、氮化鎵銦(InGaN)-氮化銦鎵鋁(AlGaInN)、氮化鎵銦(InGaN)-氮化鎵(GaN)、氮化鎵鋁(AlGaN)-氮化鎵(GaN)、氮化鎵銦(InGaN)-氮化鎵鋁(AlGaN)、碳化硅-硅(SixCl-x)和娃-SiGe異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。對(duì)于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，目前主要使用S1、SiC、GaAs和GaN材料。
[0117]空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)如“下”、“下方”、“下部”、“低”“上方”、“上部”等被使用以方便地說(shuō)明一個(gè)元件相對(duì)于第二元件的定位。這些術(shù)語(yǔ)旨在除了附圖中所示出的定向之外涵蓋相應(yīng)的裝置的不同的定向。此外，術(shù)語(yǔ)如“第一”、“第二”等也用來(lái)描述各種元件、區(qū)域、區(qū)段等并且也沒(méi)有旨在做出限定。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，相同的術(shù)語(yǔ)指代相同的元件。
[0118]如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“具有”、“包含”、“包括”、“包納”、“呈現(xiàn)”等是表示所陳述的元件或特征的存在的開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)，但是并沒(méi)有排除其它元件或特征。除非另有指示，否則詞語(yǔ)“一”、“一個(gè)”和“所述”也旨在包括多個(gè)以及單個(gè)。
[0119]對(duì)于能夠想到的變形和應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明沒(méi)有被前述說(shuō)明限定，也沒(méi)有被附圖限定。而是，本發(fā)明僅僅由下述權(quán)利要求以及它們的法律等同物所限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造半導(dǎo)體裝置(I)的方法(2)，所述方法(2)包括: -提供(20)具有前側(cè)(101)的半導(dǎo)體本體(10); -在所述前側(cè)(101)上形成(21)掩模(12); -在所述掩模(12)上形成(22)至少一個(gè)開(kāi)口( 121)，所述開(kāi)口( 121)暴露所述前側(cè)(101)的一部分； -在所述至少一個(gè)開(kāi)口(121)下方形成(23)延伸到所述半導(dǎo)體本體(10)中的至少一個(gè)溝槽(13)，所述溝槽(13)呈現(xiàn)至少一個(gè)側(cè)壁(137)以及溝槽底部(136); -在所述掩模(12)布置在所述前側(cè)(101)上時(shí)形成(24)覆蓋所述溝槽底部(136)和所述至少一個(gè)側(cè)壁(137)的絕緣層(138)，其中，形成(24)所述絕緣層(138)包括在所述溝槽底部(136)上以及在所述至少一個(gè)側(cè)壁(137)上生成熱氧化物； -在所述絕緣層(138)上沉積(25)間隔層(14)，所述間隔層(14)包括第一電極材料； -從所述絕緣層(138)的覆蓋所述溝槽底部(136)的至少一部分去除(26)所述間隔層(14)； -對(duì)所述溝槽(13)的至少一部分填充(27)絕緣材料； -僅僅去除(28)所述絕緣材料的由所述間隔層(14)側(cè)向界定的一部分以在所述溝槽(13)中留有絕緣塊(4); -對(duì)所述溝槽(13)的至少一部分填充(29)第二電極材料以在所述溝槽(13)內(nèi)形成電極(130-2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，去除(28)所述絕緣材料包括濕法蝕刻處理。3.—種制造半導(dǎo)體裝置(I)的方法(3)，所述方法(3)包括: -提供(20)具有前側(cè)(101)的半導(dǎo)體本體(10); -在所述前側(cè)(101)上形成(21)掩模(12); -在所述掩模(12)上形成(22)至少一個(gè)開(kāi)口(121)，所述開(kāi)口(121)暴露所述前側(cè)(101)； -在所述至少一個(gè)開(kāi)口(121)下方形成(23)延伸到所述半導(dǎo)體本體(10)中的至少一個(gè)溝槽(13)，所述溝槽(13)呈現(xiàn)至少一個(gè)側(cè)壁(137)以及溝槽底部(136); -使所述掩模(12)從所述溝槽(13)的邊緣(139)側(cè)向凹進(jìn)(23-1)—距離(d); -沉積(24-1)絕緣層(138)，所述絕緣層(138)覆蓋所述掩模(12)、所述半導(dǎo)體本體(10)的所述前側(cè)(101)的已經(jīng)發(fā)生所述掩模(12)的側(cè)向凹進(jìn)的部分、所述溝槽底部(136)以及所述至少一個(gè)側(cè)壁(137); -在所述絕緣層(138)上沉積(25)間隔層(14)，所述間隔層(14)包括第一電極材料； -從所述絕緣層(138)的覆蓋所述溝槽底部(136)的至少一部分去除(26)所述間隔層(14)； -對(duì)所述溝槽(13)的至少一部分填充(27)絕緣材料； -僅僅去除(28)所述絕緣材料的由所述間隔層(14)側(cè)向界定的一部分以在所述溝槽(13)中留有絕緣塊(4); -對(duì)所述溝槽(13)的至少一部分填充(29)第二電極材料以在所述溝槽(13)內(nèi)形成電極(130-2)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法(3)，其特征在于，沉積的絕緣層(138)的厚度(t)小于或等于所述距離(d)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法(3)，其特征在于，沉積的間隔層(14)的厚度(w)等于或大于沉積的絕緣層(138)的厚度(t)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法(3)，其特征在于，沉積(24-1)所述絕緣層(138)包括沉積氧化物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，所述掩模(12)包含與所述絕緣層(138)相同的材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，形成(21)所述掩模(12)包括沉積二氧化硅和氮化硅的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，從所述絕緣層(138)的所述部分去除(26)所述間隔層(14)包括各向異性蝕刻處理。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，對(duì)所述溝槽(13)的所述部分填充(27)絕緣材料包括沉積二氧化硅。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，去除(28)所述絕緣材料包括各向異性蝕刻處理。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，所述第一電極材料和所述第二電極材料均包括多晶硅、金屬和金屬硅化物中的至少一種。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，所述第二電極材料的導(dǎo)電性高于所述第一電極材料的導(dǎo)電性。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(2)，其特征在于，所述方法(2)還包括:去除(30)所述第二電極材料的部分、所述掩模(12)的部分、所述間隔層(14)的部分、所述絕緣層(138)的部分、以及所述半導(dǎo)體本體(10)的部分，其中，所述去除(30)包括蝕刻處理、拋光處理和化學(xué)-機(jī)械平坦化處理中的至少一種，并且，所述去除(30)在對(duì)所述溝槽(13)的所述至少一部分填充(29)所述第二電極材料后執(zhí)行。15.一種半導(dǎo)體裝置(I)，所述半導(dǎo)體裝置(I)包括: -半導(dǎo)體本體(10)，所述半導(dǎo)體本體(10)具有前側(cè)(101)和背側(cè)(102); -包含在所述半導(dǎo)體本體(10)中的溝槽(13)，所述溝槽(13)沿著延伸方向(Y)延伸到所述半導(dǎo)體本體(10)中，所述延伸方向(Y)從所述前側(cè)(101)指向所述背側(cè)(102)，其中，所述溝槽(13)包括電極結(jié)構(gòu)(130)和絕緣結(jié)構(gòu)(131 )，所述絕緣結(jié)構(gòu)(131)將所述電極結(jié)構(gòu)(I 30)與所述半導(dǎo)體本體(10)絕緣并且所述電極結(jié)構(gòu)(130)布置成用于從所述半導(dǎo)體裝置(I)的外部接收電信號(hào)； -其中，所述電極結(jié)構(gòu)(130)包括第一電極(I30-1)和與所述第一電極(I30-1)接觸的第二電極(130-2)，所述第一電極(130-1)包括第一電極材料并且所述第二電極(130-2)包括與所述第一電極材料不同的第二電極材料，并且，所述第一電極(130-1)沿著所述延伸方向(Y)比所述第二電極(130-2)延伸得更遠(yuǎn)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述半導(dǎo)體裝置(I)，其特征在于，所述第一電極材料呈現(xiàn)第一導(dǎo)電性并且所述第二電極材料呈現(xiàn)第二導(dǎo)電性，所述第二導(dǎo)電性高于所述第一導(dǎo)電性。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置(I)，其特征在于，所述絕緣結(jié)構(gòu)(131)的一部分布置在所述溝槽(13)的底部區(qū)域(13-1)中，所述絕緣結(jié)構(gòu)(131)的該部分具有第一絕緣區(qū)(131-1)和第二絕緣區(qū)(131-2)，其中，所述第一絕緣區(qū)(131-1)布置在所述第一電極(130-1)下方并沿著所述延伸方向(Y)呈現(xiàn)第一厚度(tl)，并且，所述第二絕緣區(qū)(131-2)布置在所述第二電極(130-2)下方并沿著所述延伸方向呈現(xiàn)第二厚度(t2)，所述第二厚度大于所述第一厚度(tl)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置(I)，其特征在于，所述絕緣結(jié)構(gòu)(131)的另一部分(131-3)布置在所述溝槽(13)的所述底部區(qū)域(13-1)上方并在垂直于所述延伸方向(Y)的側(cè)向方向(X)上呈現(xiàn)一厚度(t)，所述第一厚度(tl)等于或大于所述側(cè)向方向(X)上的厚度⑴。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置(I)，其特征在于，所述第一電極材料包括多晶娃。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置(I)，其特征在于，所述第二電極材料包括多晶硅和金屬中的至少一種。
【文檔編號(hào)】H01L29/423GK105895515SQ201610084496
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月14日
【發(fā)明人】M·H·菲勒邁爾, L·J·葉
【申請(qǐng)人】英飛凌科技奧地利有限公司