SE513471C2 - Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent - Google Patents

Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent

Info

Publication number
SE513471C2
SE513471C2 SE9704211A SE9704211A SE513471C2 SE 513471 C2 SE513471 C2 SE 513471C2 SE 9704211 A SE9704211 A SE 9704211A SE 9704211 A SE9704211 A SE 9704211A SE 513471 C2 SE513471 C2 SE 513471C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
component
trench
contact
buried
Prior art date
Application number
SE9704211A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9704211D0 (sv
SE9704211L (sv
Inventor
Anders Soederbaerg
Haakan Sjoedin
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9704211A priority Critical patent/SE513471C2/sv
Publication of SE9704211D0 publication Critical patent/SE9704211D0/sv
Priority to TW087100712A priority patent/TW385526B/zh
Priority to US09/193,181 priority patent/US6326292B1/en
Priority to AU11839/99A priority patent/AU1183999A/en
Priority to JP2000521553A priority patent/JP2001523893A/ja
Priority to PCT/SE1998/002062 priority patent/WO1999026293A2/en
Priority to CN988131676A priority patent/CN1132238C/zh
Priority to EP98954909A priority patent/EP1040517B1/en
Priority to CA002310280A priority patent/CA2310280A1/en
Priority to DE69838683T priority patent/DE69838683D1/de
Priority to KR1020007005336A priority patent/KR100584969B1/ko
Publication of SE9704211L publication Critical patent/SE9704211L/sv
Publication of SE513471C2 publication Critical patent/SE513471C2/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H01L29/66265—Thin film bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0821—Collector regions of bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H01L29/66325—Bipolar junction transistors [BJT] controlled by field-effect, e.g. insulated gate bipolar transistors [IGBT]
    • H01L29/66333—Vertical insulated gate bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/66712—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H01L29/66772—Monocristalline silicon transistors on insulating substrates, e.g. quartz substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • H01L29/7398—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with both emitter and collector contacts in the same substrate side
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7809—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors having both source and drain contacts on the same surface, i.e. Up-Drain VDMOS transistors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/903—FET configuration adapted for use as static memory cell
    • Y10S257/904—FET configuration adapted for use as static memory cell with passive components,, e.g. polysilicon resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

513 471 2 vändandet av trenchar möjliggör minimerande av kollektorresistansen om trench- t väggen dopas. Detta dopade omrâde omger komponenten och sträcker sig ned till den begravda kolektom. Ett altemativt sätt att minimera kollektorresistansen är att åstadkomma en djup diffusion från ytan nära kollektorkontalcten ned till den begrav- da kollektom. Dopärrmena i den begravda kollektom diffunderar då på samma tid uppåt. Denna diffusion måste kompenseras genom att ett tjockare kisellager an- vänds. Detta medför ett extra maskningssteg i tillverkningsprocessen och det blir svårare att uppnå isolering med hjälp av trenchar.
För att minimera komponentens yta kan Uenchväggen hållas fii fiån dopning.
Ett område med den motsatta typen av dopning kan då placeras relativt nära tren- chen för att utgöra, till exempel, en bas, en anod eller en katod. Detta medför emel- lertid försämrade prestanda hos komponenten i form av ökad kollektorresistans. På grund av detta måste i synnerhet effektnansistorer göras mycket stora.
Sammanfattning av uppñnníngstanken Det är ett syfte med den föreliggande uppfinningen att åstadkomma en halvledar- komponent med en begravd kollektor med låg kollektorresistans.
Det är ett armat syfte med uppfinningen att åstadkomma en jämförelsevis liten halvledarkomponent.
Dessa syften uppnås enligt uppfinningen genom ett förfarande för att åstadkomma en lågresistent förbindelse till ett begravt ledande skikt i eller under ett komponent- lager vilket utgör en del av en halvledarkomponent, vilket förfarande irmefattar föl- jande steg: - åtminstone en trench etsas i komponentlagret, vilken avgränsar ornrådet för en ak- tiv komponent; - ett trenchväggsskikt av ett material i vilket ett dopänme diffunderar snabbare än i materialet i vilket det begravda skiktet firms, läggs på trenchens väggar lO 15' 25 513 471 3 - ett område av den aktiva komponenten i direkt anslutning till trenchväggsskiktet dopas för att bilda en kontakt, - komponenten växmebehandlas tills dopämnet har diffimderat ned till den be- gravda ledaren.
Företrädesvis värmebehandlas komponenten till dess att dopänmet har diffunderat ned till den begravda ledaren men fortfarande är tillräckligt långt från det andra do- pade området eller de andra dopade områdena for att inte orsaka en lägre genom- brottsspänning.
Trenchväggslagret kan innefatta polykisel eller poröst kisel eller en metallsilicid.
Om polykisel eller poröst kisel används kommer trenchväggen endast att vara le- dande i närheten av det dopade kontaktområdet. Alla andra delar av trenchväggen kan därför placeras godtyckligt nära eventuella andra dopade områden hos kompo- nenten, och till och med intill dessa.
Silicider är ledande i sig själva. Att använda en silicid ger därför förbättrad kontakt. Å andra sidan kan siliciden inte användas lika nära komponentens basområde som polykisel eller poröst kisel. Storleken på komponenten kommer därför inte att mins- ka jämfört med kända komponenter om silicid används.
Uppfinnjngen ger följande fördelar: Halvledarkomponenten med låg kollektorresistans kan åstadkommas utan ytterligare maskningssteg.
Produktionsutbytet och komponentemas pålitlighet kan ökas om näraliggande get- tercentra används. Gettercentra är områden som fångar in metalliska föroreningar vilka i annat fall kan försämra komponentens prestanda.
Det övre kiselskiktet kan göras tunnare än med traditionella tekniker, när en djup diffusion från den övre ytan ned till den begravda kollektorn används. 10 15 513 471 4 Komponenten kan göras mindre än med traditionella tekniker, såsom dopning av trenchväggarna.
Om trenchen enligt uppfinningen bildas i ett tidigt skede fimgerar den som ett get- tercenter vilket fångar in metalliska föroreningar.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Figur 1 är en genomskäming av en bipolär transistor i ett SOI-material enligt känd teknik; Figur 2 visar den i figur 1 visade komponenten sedd uppifrån; Figur 3A-3F är genomskämingar av delar av en halvledare i tillverkningsprocessen enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 4 är en genomskäming av en del av den komponent som blir resultatet av den i figur 3A-3F visade processen; Figur 5 är den bipolära transistom från figur 4 sedd uppifiån.
Detaljerad beskrivning av utfiiringsformer Figur l är en genomskämingsvy av en transistor enligt känd teknik tillverkad i ett SOI-material. På ett substratlager 1 ligger ett isolerande skikt 3, exempelvis av ki- seldioxid. På det isolerande skiktet fmns ett kiselskikt 5 innefattande de aktiva kom- ponenterna 7a, 7b, åtskilda av trenchar 9 vilka ger isolering i sidled mellan kompo- nentema. Här kommer endast en av de aktiva komponentema 7a att beskrivas. En begravd kollektor ll finns i kiselskiktet 5 intill det isolerande skiktet 3.
En emitter 13 finns vid ytan av den aktiva komponenten 7a omgiven av en bas 15 på ett vanligt sätt. En kollektorkontald 17 finns vid den aktiva komponentens 7a yta nära trenchväggen. Ett område 19 av trenchväggen har dopats för att ge en lågresis- tent förbindelse från kollektorkontalcten 17 till den begravda kollektom ll.
Trenchen 9 bildas vanligtvis enligt följande: Trenchen etsas på traditionellt sätt ned till den begravda oxiden. Trenchväggen do- pas så på traditionellt sätt, t.ex. genom dopning av orenheter från en gaskälla i en 10 15 25 513 471 5 ugn eller genom implantering med hög vinkel. Ett oxidskikt 21 växer eller depone- - ras sedan i trenchen, vilken sedan fylls med polykisel.
Eftersom trenchväggen 19 har dopats hela vägen omkring komponenten 7a måste avståndet mellan basen 15 och trenchväggen 19 hållas stort för att förhindra bildan- det av ett för starkt elekuiskt fält nära basen, vilket skulle kunna leda till lavinge- nombrott. - Figur 2 visar den i figur 1 visade komponenten 7a sedd uppifrån, där samma hänvis- ningsbeteckningar har använts för att beteckna samma komponenter som i figur 1.
Komponenten 7a är omgiven av trenchen 9. Trenchväggen är dopad för att fimgera som en förbindelse mellan kollektorkontakten 17 och den begravda kollektom (ej visad). Det framgår att basen 15 och trenchväggen 19 måste hållas på huvudsakligen samma avstånd från varandra i alla riktningar, såsom visas med pilarna 23.
Figur 3A-3F visar viktiga steg i tillverkningsprocessen som är relevanta för tillverk- ning av den lågresistenta kollektoriörbiridelsen enligt uppfinningen, dvs. för att åstadkomma den i figur 4 visade komponenten.
Figur 3A visar en halvledarkomponent innefattande ett substratlager 101, ett iso- lerande skikt 103 och ett kiselskikt 105, vari en trench har bildats med användning av traditionella masknings- och etsningstekniker. Komponenten innefattar en aktiv komponent 107 med ett begravt kollektorskikt 108. Före detta steg kan komponen- tens yta täckas över med ett oxid- och/eller nitiidlager (ej visat).
Figur 3B visar samma halvledarkomponent med ett lager 109 deponerat över kom- ponentens yta, inklusive trenchens väggar och botten.
Lagret 109 irmefattar ett material i vilket dopande ioner diffunderar avsevärt snabba- re än i monokiistallinskt kisel, såsom polykisel, poröst kisel eller ett silicid. I fallet då lagret 109 är ett silicid läggs först en metall över komponenten, inklusive tren- 10 15 513 471 6 chens väggar och botten. Under en påföljande värmebehandling bildas silicid vid kisel-metall-gränssnittet i trenchen, och överskjutande metall tas bort genom selektiv etsning av metallen och inte siliciden.
Figur 3C visar samma halvledarkomponent efter att lagret 109 har etsats tillbaks från komponentens ovansida och från trenchens botten, så att ett lager 109* av mate- rialet återstår, vilket täcker trenchväggama. Lagret 109 behöver inte tas bort från trenchens botten, men så görs vanligtvis i praktiken när anisotrop reaktiv ionetsning används.
Figur 3D visar samma halvledarkomponent efter att ett lager 111 av oxid har vuxit eller deponerats över hela komponentens yta. I stället for en oxid kan kiselriitiid el- ler något annat isolerande material deponeras.
I figur 3E har komponentens trench fyllts med ett lämpligt material såsom polykisel, och en ernitter 113 och en bas 115 har bildats genom masknings- och dopningssteg på sedvanligt sätt.
I figur 3F har kollektorkontalcten 117 bildats genom maskning och dopning på sed- vanligt sätt. Kollektorkontalcten 117 är i kontakt med en del av lagret 109' som täck- er trenchväggen (Denna del 109a visas i figur 5).
Komponenten utsätts sedan for en värmebehandlingsprocess på sedvanligt sätt.
Värmebehandlingsprocessen utförs till dess att dopämnet når den begravda kollek- tom. Dopämnet bör dock inte tillåtas difftmdera så långt att det ökar risken för la- vingenombrott till dopade områden. Värmebehandlingstidema och temperaturema beror bland armat på hur djup trenchen Typiska värden är 1-10 timmar vid tem- peraturer av ungefär 800 - 1250 °C. 10 15 25 513 471 7 Eftersom diffusionshastigheten för dopänmena i polykisel, poröst kisel och silicid är mycket högre än i monokristallinskt kisel kommer dopänmen från kollektorkontak- ten ll7 att diffimdera genom lagret 109a (se figur 5) ned till den begravda kollek- tom 108, och därmed också diffundera något in i det intilliggande kislet hos den ak- tiva komponenten, och bilda en lågresistent förbindelse från kollektorkontakten till den begravda kollektom 108.
Silicider är ledande i sig själva. Därför kommer användandet av ett silicid att redu- cera kollektorresistansen ännu mer än användandet av polykisel eller poröst kisel. Å andra sidan måste avståndet mellan trenchväggen och basen ökas om trenchväggen innefattar en ledare. Om polykisel eller poröst kisel används kommer trenchväggen att vara ledande endast i närheten av kollektorkontalden, så att detta är den enda delen av trenchen som måste ligga långt bort från basen, såsom visat i figur 5.
Figur 4 är en genomskärning av en del av den i figur 3F visade komponenten för att illustrera diffusionen av dopande ioner från kollektorkontakten 117 ned till den be- gravda kollektorn 108. Såsom framgår av figuren diffimderar dopämnena från kol- lektorkontakten 117 genom lagret 109' ned till den begravda kollektom 108 och även ett litet avstånd in i kislet hos den aktiva komponenten 107. Lagret 109' och området av den aktiva komponenten 107 till vilket dopärnnet diffimderar bildar till- sammans en lågresistent förbindelse från kollektorkontakten 117 till kollektom 108.
Proceduren för bildandet av trenchen kan utföras på vilken punkt som helst i till- verkningsprocessen av halvledaren, dvs. före eller efter bildandet av de aktiva kom- ponenterna. Om trenchen enligt uppfinningen bildas i ett tidigt skede innan någon komponent bildas fimgerar den även såsom gettercenter, för att fånga in eventuella metalliska föroreningar som kan komma in under behandlingen. Även om den bildas i ett senare skede kan trenchen enligt uppfinningen fortfarande fimgera så att den minskar läcksnömmar men kan då inte gettra orenheter, eller läka skador såsom 10 15 513 471 s ernitterkortslutningar i samma grad som om den finns medan de aktiva komponen- terna bildas.
Figur 5 visar den aktiva komponenten i figur 3F sedd uppifrån, med antagandet att materialet som använts i lagret 109” inte är ledande i sig självt. I detta fall är endast en del 109a av lagret 109' och ett område av den aktiva komponenten i närheten av denna del 109a, ledande, på grund av diffusionen av dopänmen från kontakten 117.
Som framgår kan basen 115 läggas mycket nära trenchväggama 109' på alla sidor bortsett från sidan 109a vid vilken kollektorkontakten 117 firms. Om så önskas kan trenchväggen placeras på ett avstånd mindre än lpm från basen eller även intill ba- sen 115. Detta gör att komponenten blir avsevärt mindre än den i figur 2 visade komponenten enligt känd teknik.
Såsom nämnts i inledningen kan uppfinningen inte enbart tillämpas på transistorer innefattande en begravd kollektor, men är lika väl tillämpbar på andra halvledare in- nefattande ett begravd ledande skikt, såsom dioder, tyristorer, MOS- eller DMOS- transistorer eller IGBTer, när en lågresistent kontakt till det begravda ledande lagret önskas.

Claims (21)

10 15 25 513 471 P.ans. 970421 l-3 2000-05- 19 Patentkrav
1. Förfarande för att åstadkomma en lågresistent kontakt till ett begravt ledande skikt (108) i eller under ett komponentskikt (105) vilket utgör en del av en halvle- darkomponent, vilket förfarande innefattar följande steg: - åtminstone en trench etsas i komponentskiktet (105), vilken avgränsar området för den aktiva komponenten (107); - ett lager (109') av ett material i vilket ett dopänme diffimderar snabbare än i mate- rialet i vilket det begravda lagret firms, läggs på trenchens väggar. - ett område av den aktiva komponenten (107) i direkt anslutning till lagret (109') dopas för att bilda en kontakt (117), - komponenten värmebehandlas tills dopämnet har diffimderat ned till den begravda ledaren ( 108).
2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av steget att komponenten värmebehand- las till dess att dopänmet har diffunderat ned till den begravda ledaren (108) men fortfarande är tillräckligt långt från det andra dopade området eller de andra dopade områdena (115) för att inte orsaka en lägre genombrottsspäririing.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av steget att ett lager (111”) av oxid och/eller kiselriitrid deponeras eller bildas på lagret (l09') i trenchen.
4. För-farande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att delen (109a) av trenchväggen som ligger intill kontakten (117) ligger längre bort fiån det dopade området eller de dopade områdena (115) än resten av trenchväggen. 10 15 20 513 471 10
5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att delen (l09a) av trenchväggen som ligger intill kontakten (117) ligger åtminstone dubbelt så långt ifrån det dopade om- rådet eller de dopade områdena (115) som resten av trenchväggen.
6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att delen av trenchväggen som inte ligger intill kontakten (117) ligger på ett avstånd från det dopade området eller de dopade områdena som är mindre än lttm.
7. Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att polykisel eller poröst kisel används i lagret (109°).
8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att komponent- skiktet ( 105) innefattar monokristallinskt kisel.
9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att komponentskiktet (105) ligger på ett isolerande skikt (103).
10. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den begravda ledaren (108) innefattar silicid.
11. Halvledarkomponent innefattande ett komponentskikt (105) i vilket åtminstone en aktiv komponent (107) finns, och avgränsad i sidled av en trench och innefattan- de ett begravt ledande skikt (108), varvid det firms ett lager (109”) på väggen av nämnda trench av ett material i vilket ett dopärrme diffimderar snabbare än i materi- alet i komponentlagret i vilket det begravda skiktet (108) finns, vilken halvledar- komponent är kännetecknad av - att åtminstone en del av nämnda lager (109°) är dopat, medan åtminstone en del av närrmda lager (109°) är i huvudsak odopat. Lll 10 15 20 lx) UI I s I i . 513 471 'Il
12. Halvledarkomponent enligt krav 11, kännetecknad av att det finns en kontakt (117) till det begravda ledande skiktet (108) på den aktiva komponentens (107) yta, i direkt anslutning till lagret ( l09”).
13. Halvledarkomponent enligt krav 11 eller 12, kännetecknad av att dopämnet i kontakten (117) har diffunderat genom lagret (109') till det begravda ledande skiktet (108) så att en lågresistent förbindelse från kontakten (117) till det begravda ledande skiktet ( 108) har bildats.
14. Halvledarkomponent innefattande ett komponentlager ( 105) i vilket åtminstone en aktiv komponent (7a) finns, vilken komponent (7a) avgränsas i sidled av en trench och har åtminstone ett dopat område (115) och ett begravt ledande skikt (108), kännetecknad av att - det fmns ett lager (109°) på väggen av nämnda trench av ett material i vilket ett dopämne diffunderar snabbare än i materialet i vilket det begravda ledande skiktet ( 108) ligger; - det finns en kontakt (117) på ytan av den aktiva komponenten i direkt anslutning till en del av lagret (l09'); - nämnda del av lagret (109') innefattar samma dopämne som kollektorkontakten (117), och bildar en lågresistent förbindelse fiån kollektorkontakten (117) till det begravda ledande skiktet (108), medan åtminstone en annan del av lagret (109°) är huvudsaklingen fri for dopärrmen.
15. Halvledarkomponent innefattande ett komponentlager (105) i vilket åtminstone en aktiv komponent (7a) finns, vilken komponent (7a) avgränsas i sidled av en trench och har en bas (115), en emitter (113) och en begravd kollektor (108), känf netecknad av att - det fmns ett lager (109°) av ett material i vilket ett dopämne diffimderar snabbare än i materialet i vilket den begravda kollektom (108) finns, på väggen av nämnda trench; 10 513 471 1 2 - det finns en kollektorkontakt (117) på ytan av den aktiva komponenten, i direkt an- slutning till lagret (109”); - åtminstone en del av lagret (l09”) innefattar samma dopärrmen som kollektorkon- takten (117), och bildar en lågresistent förbindelse från kollektorkontakten (117) till det begravda ledande skiktet (108), medan åtminstone en annan del av lagret (109”) i huvudsak odopad.
16. Halvledarkomponent enligt något av kraven 11-15, kännetecknad av att lagret ( l09') innefattar polykristallinskt kisel eller poröst kisel.
17. Halvledarkomponent enligt något av kraven 11-16, kännetecknad av att kom- ponentskiktet (105) innefattande den aktiva komponenten (107) är ett kiselskikt lig- gande på ett substrat (101) med ett isolerande skikt (103) däremellan.
18. Halvledarkomponent enligt något av kraven 11-17, kännetecknad av att delen (109a) av trenchväggen som ligger intill kontakten (17) är längre bort från det dopa- de området eller de dopade områdena (115) än resten av trenchväggen.
19. Halvledarkomponent enligt krav 18, kännetecknad av att delen (109a) av trenchväggen som ligger intill kontakten (117) ligger åtminstone dubbelt så långt bort från det dopade området eller de dopade områdena (115) som resten av trench- väggen.
20. Halvledarkomponent enligt krav 19, kännetecknad av att delen av trenchväggen som inte ligger intill kontakten (117) ligger på ett avstånd mindre än lttm fiån det dopade området eller de dopade områdena (115).
21. Halvledarkomponent enligt något av kraven 11-20, kännetecknad av att lagret (109') innefattar polykisel eller poröst kisel.
SE9704211A 1997-11-17 1997-11-17 Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent SE513471C2 (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704211A SE513471C2 (sv) 1997-11-17 1997-11-17 Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent
TW087100712A TW385526B (en) 1997-11-17 1998-01-20 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
KR1020007005336A KR100584969B1 (ko) 1997-11-17 1998-11-16 반도체 소자 및 반도체 소자 제조 방법
JP2000521553A JP2001523893A (ja) 1997-11-17 1998-11-16 半導体素子と半導体素子の製造方法
AU11839/99A AU1183999A (en) 1997-11-17 1998-11-16 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
US09/193,181 US6326292B1 (en) 1997-11-17 1998-11-16 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
PCT/SE1998/002062 WO1999026293A2 (en) 1997-11-17 1998-11-16 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
CN988131676A CN1132238C (zh) 1997-11-17 1998-11-16 半导体元件及其制造方法
EP98954909A EP1040517B1 (en) 1997-11-17 1998-11-16 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
CA002310280A CA2310280A1 (en) 1997-11-17 1998-11-16 Semiconductor component and manufacturing method for semiconductor component
DE69838683T DE69838683D1 (de) 1997-11-17 1998-11-16 Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704211A SE513471C2 (sv) 1997-11-17 1997-11-17 Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9704211D0 SE9704211D0 (sv) 1997-11-17
SE9704211L SE9704211L (sv) 1999-05-18
SE513471C2 true SE513471C2 (sv) 2000-09-18

Family

ID=20409015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9704211A SE513471C2 (sv) 1997-11-17 1997-11-17 Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6326292B1 (sv)
EP (1) EP1040517B1 (sv)
JP (1) JP2001523893A (sv)
KR (1) KR100584969B1 (sv)
CN (1) CN1132238C (sv)
AU (1) AU1183999A (sv)
CA (1) CA2310280A1 (sv)
DE (1) DE69838683D1 (sv)
SE (1) SE513471C2 (sv)
TW (1) TW385526B (sv)
WO (1) WO1999026293A2 (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020140030A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Mandelman Jack A. SOI devices with integrated gettering structure
US6830986B2 (en) * 2002-01-24 2004-12-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. SOI semiconductor device having gettering layer and method for producing the same
EP1353368A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-15 AMI Semiconductor Belgium BVBA Semiconductor structure and method for manufacturing the same
JP4020195B2 (ja) * 2002-12-19 2007-12-12 三菱電機株式会社 誘電体分離型半導体装置の製造方法
ITTO20050056A1 (it) * 2005-02-03 2006-08-04 St Microelectronics Srl Procedimento di fabbricazione di una fetta soi con aumentata capacita' di segregazione delle impurita'
US20080121985A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-29 International Business Machines Corporation Structure and method to improve short channel effects in metal oxide semiconductor field effect transistors
US7679164B2 (en) * 2007-01-05 2010-03-16 International Business Machines Corporation Bipolar transistor with silicided sub-collector
DE102008046388A1 (de) * 2008-09-09 2010-03-18 Infineon Technologies Ag Vertikaler Bipolartransistor
US8338265B2 (en) 2008-11-12 2012-12-25 International Business Machines Corporation Silicided trench contact to buried conductive layer
US8466046B2 (en) * 2011-03-01 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Method for fabricating a porous semiconductor body region
CN103022088A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 株式会社东芝 具有沟道结构体的半导体装置及其制造方法
CN105977333B (zh) * 2016-07-12 2017-11-14 李会欣 光伏电池组件及光伏发电***

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61191043A (ja) * 1985-02-20 1986-08-25 Toshiba Corp 半導体装置
US4704368A (en) * 1985-10-30 1987-11-03 International Business Machines Corporation Method of making trench-incorporated monolithic semiconductor capacitor and high density dynamic memory cells including the capacitor
US5057443A (en) * 1988-06-29 1991-10-15 Texas Instruments Incorporated Method for fabricating a trench bipolar transistor
US4965217A (en) * 1989-04-13 1990-10-23 International Business Machines Corporation Method of making a lateral transistor
US5109263A (en) * 1989-07-28 1992-04-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor device with optimal distance between emitter and trench isolation
US5278438A (en) * 1991-12-19 1994-01-11 North American Philips Corporation Electrically erasable and programmable read-only memory with source and drain regions along sidewalls of a trench structure
US5358884A (en) 1992-09-11 1994-10-25 Micron Technology, Inc. Dual purpose collector contact and isolation scheme for advanced bicmos processes
US5283454A (en) * 1992-09-11 1994-02-01 Motorola, Inc. Semiconductor device including very low sheet resistivity buried layer
US5478758A (en) * 1994-06-03 1995-12-26 At&T Corp. Method of making a getterer for multi-layer wafers
US5643821A (en) * 1994-11-09 1997-07-01 Harris Corporation Method for making ohmic contact to lightly doped islands from a silicide buried layer and applications
JP2708027B2 (ja) * 1995-10-05 1998-02-04 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999026293A2 (en) 1999-05-27
TW385526B (en) 2000-03-21
EP1040517A2 (en) 2000-10-04
KR20010032149A (ko) 2001-04-16
CN1132238C (zh) 2003-12-24
EP1040517B1 (en) 2007-11-07
WO1999026293A3 (en) 1999-07-15
SE9704211D0 (sv) 1997-11-17
US6326292B1 (en) 2001-12-04
JP2001523893A (ja) 2001-11-27
SE9704211L (sv) 1999-05-18
KR100584969B1 (ko) 2006-05-29
CA2310280A1 (en) 1999-05-27
DE69838683D1 (de) 2007-12-20
CN1286803A (zh) 2001-03-07
AU1183999A (en) 1999-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4481706A (en) Process for manufacturing integrated bi-polar transistors of very small dimensions
KR100270796B1 (ko) 자기정렬셀을 가진 mos게이트소자의 제조방법
CN102576723B (zh) 半导体装置及其制造方法
US7936065B2 (en) Semiconductor devices and method of manufacturing them
TWI415173B (zh) 低米勒電容之超級接面功率電晶體製造方法
SE513471C2 (sv) Halvledarkomponent och tillverkningsförfarande för halvledarkomponent
JPH0969528A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100272051B1 (ko) 접점윈도우를통해베이스주입한p-채널mos게이트소자제조공정
US6858499B2 (en) Method for fabrication of MOSFET with buried gate
JP2019041084A (ja) 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
JP2002026323A (ja) トレンチ底部に厚いポリシリコン絶縁層を有するトレンチゲート型ｍｉｓデバイスの製造方法
CN101853860B (zh) 集成半导体设备和制造该集成半导体设备的方法
TW200952176A (en) Semiconductor devices and methods for fabricating the same
JP4676708B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6774455B2 (en) Semiconductor device with a collector contact in a depressed well-region
JP3490060B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN105762077A (zh) 绝缘栅双极晶体管的制造方法
TWI686900B (zh) 半導體元件結構以及在基板中形成半導體插塞的方法
KR100701405B1 (ko) 모스트랜지스터 및 그 제조방법
US7105410B2 (en) Contact process and structure for a semiconductor device
JPH06283546A (ja) 半導体装置の電極引き出し方法
JP2002184783A (ja) 半導体装置の製造方法
US20230049926A1 (en) Epitaxial field stop region for semiconductor devices
JP2000058834A (ja) 導電性強化型ｍｏｓ―ゲ―ト半導体装置の製造方法
JP2006332231A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed