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包括源極或發(fā)射極焊盤(pán)的垂直功率半導(dǎo)體裝置的制作方法

文檔序號(hào):39728184發(fā)布日期:2024-10-22 13:30閱讀:4來(lái)源:國(guó)知局
包括源極或發(fā)射極焊盤(pán)的垂直功率半導(dǎo)體裝置的制作方法

本公開(kāi)涉及一種垂直功率半導(dǎo)體裝置,特別地涉及一種包括包含源極或發(fā)射極焊盤(pán)的配線層級(jí)的垂直功率半導(dǎo)體裝置。


背景技術(shù):

1、新生代垂直功率半導(dǎo)體裝置(例如,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)或絕緣柵雙極晶體管(igbt)或結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(jfet))的技術(shù)開(kāi)發(fā)旨在通過(guò)縮小裝置幾何形狀來(lái)改進(jìn)電氣裝置特性并且減小成本。雖然通過(guò)縮小裝置幾何形狀可減小成本,但必須滿足各種折衷和挑戰(zhàn)。例如,當(dāng)增加每單位面積的裝置功能時(shí),符合可靠性要求需要例如針對(duì)互連件的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2、因此,存在對(duì)改進(jìn)的垂直功率半導(dǎo)體裝置的需要。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的示例涉及一種垂直功率半導(dǎo)體裝置。垂直功率半導(dǎo)體裝置包括sic半導(dǎo)體主體,所述sic半導(dǎo)體主體具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面。垂直功率半導(dǎo)體裝置還在第一表面之上包括第一配線層級(jí)。第一配線層級(jí)包括第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。垂直功率半導(dǎo)體裝置還在第一配線層級(jí)之上包括第二配線層級(jí)。第二配線層級(jí)包括柵極焊盤(pán)和源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)按照電氣方式連接到第一配線層級(jí)的第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第一配線層級(jí)還包括沿側(cè)向布置在第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)之間的柵極線。柵極線沿垂直方向布置在第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第一表面之間。柵極線通過(guò)中間介電結(jié)構(gòu)與第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)電絕緣。

2、本公開(kāi)的另一示例涉及一種垂直功率半導(dǎo)體裝置。垂直功率半導(dǎo)體裝置包括sic半導(dǎo)體主體,所述sic半導(dǎo)體主體具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面。垂直功率半導(dǎo)體裝置還包括從第一表面延伸到sic半導(dǎo)體主體中的第一溝槽結(jié)構(gòu)。垂直功率半導(dǎo)體裝置還包括從第一溝槽結(jié)構(gòu)分叉的多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)。第一溝槽結(jié)構(gòu)的橫截面面積大于所述多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)中的每個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)的橫截面面積。垂直功率半導(dǎo)體裝置還在第一表面之上包括配線層級(jí)。配線層級(jí)包括柵極焊盤(pán)和源極或發(fā)射極焊盤(pán)。

3、本公開(kāi)的另一示例涉及一種制造垂直功率半導(dǎo)體裝置的方法。所述方法包括:在sic半導(dǎo)體主體的第一表面之上形成第一配線層級(jí),所述sic半導(dǎo)體主體具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面。第一配線層級(jí)包括第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。所述方法還包括:在第一配線層級(jí)之上形成第二配線層級(jí)。第二配線層級(jí)包括柵極焊盤(pán)和源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)按照電氣方式連接到第一配線層級(jí)的第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第一配線層級(jí)還包括沿側(cè)向布置在第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)之間的柵極線。柵極線沿垂直方向布置在第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第一表面之間。柵極線通過(guò)中間介電結(jié)構(gòu)與第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)電絕緣。

4、本公開(kāi)的另一示例涉及一種制造垂直功率半導(dǎo)體裝置的方法。所述方法包括:形成從第一表面延伸到sic半導(dǎo)體主體中的第一溝槽結(jié)構(gòu),所述sic半導(dǎo)體主體具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面。所述方法還包括:形成從第一溝槽結(jié)構(gòu)分叉的多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu),其中所述第一溝槽結(jié)構(gòu)的橫截面面積大于所述多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)中的每個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)的橫截面面積。所述方法還包括:在第一表面之上形成配線層級(jí),所述配線層級(jí)包括柵極焊盤(pán)和源極或發(fā)射極焊盤(pán)。

5、本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)在閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)并且在觀看附圖時(shí)意識(shí)到另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。



技術(shù)特征:

1.一種垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),包括:

2.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一配線層級(jí)(104)包括銅,并且所述第二配線層級(jí)(106)包括銅。

3.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),還包括:屏障層,布置在所述第一配線層級(jí)(104)和所述第二配線層級(jí)(106)之間。

4.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述屏障層包括ti-w合金或cu-ti合金。

5.如前面兩個(gè)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述屏障層包括用于焊料化學(xué)物質(zhì)的擴(kuò)散屏障。

6.如前面兩個(gè)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述屏障層包括應(yīng)力補(bǔ)償層。

7.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一配線層級(jí)(104)具有從2μm到7μm的范圍中的厚度(d1),并且所述第二配線層級(jí)(106)具有從10μm到20μm的范圍中的厚度(d2)。

8.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述中間介電結(jié)構(gòu)(108)包括第一鈍化結(jié)構(gòu)(1081),所述第一鈍化結(jié)構(gòu)(1081)包括酰亞胺、氧化物或氮化物。

9.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),還包括:第二鈍化結(jié)構(gòu)(1082),布置在所述第一鈍化結(jié)構(gòu)(1081)的一部分上。

10.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),還包括:化學(xué)鍍結(jié)構(gòu)(110),位于所述柵極焊盤(pán)(1061)上并且位于所述源極或發(fā)射極焊盤(pán)(1062)上。

11.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述化學(xué)鍍結(jié)構(gòu)(110)包括nimop層或nip/au或nip/pd/au或nip/ag或nimop/ag層堆。

12.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一配線層級(jí)(104)還包括布置在所述第二配線層級(jí)(106)的所述柵極焊盤(pán)(1061)和所述第一表面(1031)之間的下柵極焊盤(pán)(1044),其中所述下柵極焊盤(pán)(1044)按照電氣方式連接到所述第二配線層級(jí)(106)的所述柵極焊盤(pán)(1061)。

13.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)(1041)沿側(cè)向在所述第二配線層級(jí)(106)的所述柵極焊盤(pán)(1062)下方延伸,所述第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)(1041)通過(guò)所述中間介電結(jié)構(gòu)(108)與所述第二配線層級(jí)(106)的所述柵極焊盤(pán)(1061)電絕緣。

14.一種垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),包括:

15.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一溝槽結(jié)構(gòu)(120)的最小側(cè)向廣度大于所述多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)中的每個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)的最小側(cè)向廣度。

16.如前面兩個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一溝槽結(jié)構(gòu)(120)的垂直廣度(t1)大于所述多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)中的每個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)的垂直廣度(t2)。

17.如前面三個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述第一溝槽結(jié)構(gòu)(120)包括柵極線材料(1201)以及布置在所述柵極線材料(1201)和所述sic半導(dǎo)體主體(102)之間的柵極線電介質(zhì)(1202),并且所述多個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)中的每個(gè)第二溝槽結(jié)構(gòu)(122)包括柵電極材料(1221)以及布置在所述柵電極材料(1221)和所述sic半導(dǎo)體主體(102)之間的柵極電介質(zhì)(1222);并且其中

18.如前一權(quán)利要求所述的垂直功率半導(dǎo)體裝置(100),其中所述柵電極材料(1221)和所述柵極線材料(1201)中的每一個(gè)包括摻雜多晶硅或金屬。

19.一種制造垂直功率半導(dǎo)體裝置(100)的方法,所述方法包括:

20.一種制造垂直功率半導(dǎo)體裝置(100)的方法,所述方法包括:


技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)涉及包括源極或發(fā)射極焊盤(pán)的垂直功率半導(dǎo)體裝置,其包括:SiC半導(dǎo)體主體,具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面。第一配線層級(jí)被布置在第一表面之上,包括第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第二配線層級(jí)被布置在第一配線層級(jí)之上,包括柵極焊盤(pán)和源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)按照電氣方式連接到第一配線層級(jí)的第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)。第一配線層級(jí)還包括:柵極線,沿側(cè)向布置在第一下源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第二下源極或發(fā)射極焊盤(pán)之間,且沿垂直方向布置在第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)和第一表面之間。通過(guò)中間介電結(jié)構(gòu),柵極線與第二配線層級(jí)的源極或發(fā)射極焊盤(pán)電絕緣。

技術(shù)研發(fā)人員:R·K·喬希,C·謝弗
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:2024/10/21
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