JP2016537809A - 高エネルギードーパント注入技術を用いた半導体構造 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態による、例示の半導体デバイス100の一部分を示す。示した部分は、スプリットゲートパワーMOSFETなどの電子製品内のデバイスのコア区域199を含むことができる。図1は、コア区域の断面の側面図を示し、コア区域は、各々の側からさらに延伸してもよい。示された水平方向の幅及び垂直方向の高さに加えて、例示のデバイス100は、深さをやはり有し、したがってコア部分199の断面は似ていないことはない第3の寸法を暗示的にさらに表すことを認識されたい。
図8は、本発明の実施形態による、例示のプロセス800についてのフローチャートを示し、これを用いて、半導体デバイスが高エネルギードーピングを使用して製造される。高エネルギードーピングは、このように製造したデバイスにおいて抵抗が拡がることを抑止する。パワーMOSFETに関係する様々な半導体製品(しかしこれに限定されない)が、このように製造されてもよい。例えば、デバイスは、スプリットゲート及び/又はトレンチ構造を含むことができる。
概念1. 半導体基板(110)を覆って成長させたエピタキシャル層(111)であって、各々が第1の導電性を有する、エピタキシャル層(111)と、
上記エピタキシャル層(111)内に形成された複数のトレンチ(121)であって、各トレンチ(121)が少なくとも1つのゲート電極(107)を備える、複数のトレンチ(121)と、
上記複数のトレンチ(121)の各々の間に形成された複数のメサ(122)と、
上記複数のメサ(122)の各々に形成された反対の導電性のボディ領域(114)と、
上記ボディ領域(114)の直下に配置された上側ドリフト領域(115)であって、上記上側ドリフト領域(115)が、上記エピタキシャル層の濃度と比較して上記第1の導電性のドーパントの高めた濃度を有する、上側ドリフト領域(115)と、
を具備する、半導体デバイス。
上記エピタキシャル層(111)に複数のトレンチ(121)をエッチするステップ(802)と、
複数のメサ(122)の各々に反対の導電性のボディ領域(114)を第1の注入するステップ(812)と、
上記ボディ領域(114)の直下に配置される上側ドリフト領域(115)を第2の注入するステップ(813)であって、上記上側ドリフト領域(115)が、上記エピタキシャル層の濃度と比較して上記第1の導電性のドーパントの高めた濃度を有する、第2の注入するステップ(813)と
を含む、方法。
上記シールド酸化物(103)を覆ってシールドポリシリコン(109)を堆積するステップ(804)と、
上記シールドポリシリコン(109)をエッチするステップ(805)と、
上記シールドポリシリコン(109)を覆ってゲート酸化物(108、106)を成長させるステップ(807)と、
上記ゲート酸化物(106)を覆ってゲートポリシリコン(107)を堆積するステップ(808)と
をさらに含む、概念10〜12のいずれか一項に記載の方法。
をさらに含む、概念10〜13のいずれか一項に記載の方法。
をさらに含む、概念10〜14のいずれか一項に記載の方法。
Claims (23)
- 半導体基板を覆って成長させたエピタキシャル層であって、各々が第1の型のドーパントを含んでいる、エピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層内に配置された構造であって、
複数のトレンチであり、前記トレンチの各々が、シールド酸化物基質内に配置されたゲート電極及びソース電極を備えている、複数のトレンチと、
複数のメサであり、前記メサの各々が、前記複数のトレンチのうちの第1のものを前記複数のトレンチのうちの第2のものから分離している、複数のメサと、
を備える、構造と、
前記複数のメサの各々を架橋しているボディ領域であって、前記ボディ領域が、前記エピタキシャル層の上方に配置されており、第2の型のドーパントを含んでいる、ボディ領域と、
前記エピタキシャル層と前記ボディ領域との間に注入されている前記第1の型のドーパントの高濃度の領域と、
前記第1の型のドーパントを含んでおり、前記ボディ領域の上方に配置されたソース領域と、
を具備する、半導体デバイス。 - 前記複数のトレンチの各々の内部で、前記ゲート電極が、前記ソース電極の上方に配置されており、前記複数のトレンチの各々が、前記ゲート電極の下側表面と前記ソース電極の上側表面との間に配置されているインターポリ酸化物をさらに含んでいる、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の型のドーパントの高濃度の前記領域が、高エネルギーレベルで注入されており、前記高エネルギーレベルが、少なくとも300,000電子ボルト(300keV)、300keVを上回る、又は300keVと1,000keVとの間(境界を含む)のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記基板が、前記第1の型のドーパントの第1の濃度でドープされており、前記エピタキシャル層が、前記第1の型のドーパントの第2の濃度でドープされており、前記第1のドーパント濃度が、前記第2のドーパント濃度を上回っている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の型のドーパントが、前記第2の型のドーパントとは異なっている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 第1の型のドーパントが、N型ドーパントを含んでおり、前記第2の型のドーパントが、P型ドーパントを含んでいる、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 第1の型のドーパントが、P型ドーパントを含んでおり、前記第2の型のドーパントが、N型ドーパントを含んでいる、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記半導体基板が、シリコンから構成されている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記エピタキシャル層が、第1の半導電性物質を含んでおり、前記ゲート電極又は前記ソース電極のうちの1つ又は複数が、第2の半導電性物質を含んでいる、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の半導電性物質が、多結晶シリコンを含んでいる、請求項9に記載の半導体デバイス。
- 前記ゲート電極に電気的に接続されたゲートをさらに備え、前記ゲートが、前記ソース領域に関して自己整合されている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 半導体デバイスを製造するための方法であって、
半導体基板を覆って成長するエピタキシャル層を成長させるステップであり、前記エピタキシャル層及び前記半導体基板の各々が、第1の型のドーパントを含んでいる、成長させるステップと、
前記エピタキシャル層内に配置される構造を組み立てるステップであり、前記構造が、
複数のトレンチであり、前記トレンチの各々が、酸化物基質内に配置されたゲート電極及びソース電極を備えている、複数のトレンチと、
複数のメサであり、前記メサの各々が、前記複数のトレンチのうちの第1のものを前記複数のトレンチのうちの第2のものから分離している、複数のメサと、
を備える、組み立てるステップと、
前記複数のメサの各々を架橋するボディ領域を堆積するステップであり、前記ボディ領域が、前記エピタキシャル層の上方に配置されており、第2の型のドーパントを含んでいる、堆積するステップと、
前記エピタキシャル層と前記ボディ領域との間に、前記第1の型のドーパントの高濃度の領域を注入するステップと、
前記第1の型のドーパントを含むソース領域を注入するステップと、
を含む、方法。 - 前記複数のトレンチの各々の内部で、前記ゲート電極が、前記ソース電極の上方に配置されており、前記複数のトレンチの各々が、前記ゲート電極の下側表面と前記ソース電極の上側表面との間に配置されているインターポリ酸化物をさらに含んでいる、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の型のドーパントの高濃度の前記領域が、少なくとも300,000電子ボルト(300keV)、300keVを上回る、又は300keVと1,000keVとの間(境界を含む)のうちの少なくとも1つから構成されている高エネルギーレベルで注入されている、請求項12に記載の方法。
- 前記基板が、前記第1の型のドーパントの第1の濃度でドープされており、前記エピタキシャル層が、前記第1の型のドーパントの第2の濃度でドープされており、前記第1のドーパント濃度が、前記第2のドーパント濃度を上回っている、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の型のドーパントが、前記第2の型のドーパントとは異なる、請求項12に記載の方法。
- 第1の型のドーパントが、N型ドーパントを含んでおり、前記第2の型のドーパントが、P型ドーパントを含んでいる、請求項12に記載の方法。
- 第1の型のドーパントが、P型ドーパントを含んでおり、前記第2の型のドーパントが、N型ドーパントを含んでいる、請求項12に記載の方法。
- 前記半導体基板が、シリコンから構成されている、請求項12に記載の方法。
- 前記エピタキシャル層が、第1の半導電性物質を含んでおり、前記ゲート電極又は前記ソース電極のうちの1つ又は複数が、第2の半導電性物質を含んでいる、請求項12に記載の方法。
- 前記第2の半導電性物質が、多結晶シリコンを含んでいる、請求項20に記載の方法。
- 前記ソース領域に関して自己整合されており、前記ゲート電極に電気的に接続されたゲートを配置するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 半導体基板を覆って成長するエピタキシャル層を成長させるステップであって、前記エピタキシャル層及び前記半導体基板の各々が、第1の型のドーパントを含んでいる、成長させるステップと、
前記エピタキシャル層内に配置される構造を組み立てるステップであって、前記構造が、
複数のトレンチであり、前記トレンチの各々が、前記エピタキシャル層内にエッチされた空洞を埋めている酸化物基質内に配置されたゲート電極及びソース電極を備えている、複数のトレンチと、
複数のメサであり、前記メサの各々が、前記複数のトレンチのうちの第1のものを前記複数のトレンチのうちの第2のものから分離している、複数のメサと、
を備える、組み立てるステップと、
前記複数のメサの各々を架橋しているボディ領域を注入するステップであって、前記ボディ領域が、前記エピタキシャル層の上方に配置されており、第2の型のドーパントを含んでいる、注入するステップと、
前記エピタキシャル層と前記ボディ領域との間に、高エネルギーレベルで前記第1の型のドーパントの高濃度の領域を注入するステップと、
前記第1の型のドーパントを含むソース領域を注入するステップと、
前記ソース領域に関して自己整合されており、前記ゲート電極に電気的に接続されたゲートを配置するステップと、
を含む、製造プロセスによって形成されている、半導体デバイス製品。
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