半導(dǎo)體器件、集成電路和制造半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件、集成電路和制造半導(dǎo)體器件的方法。半導(dǎo)體器件包括在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中的晶體管。該晶體管包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道區(qū)域、漂移區(qū)和柵極電極，該柵極電極與該溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰。柵極電極設(shè)置在與第一主表面平行的第一方向上延伸的溝槽中。柵極電極電耦合至柵極端子。溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著第一方向設(shè)置在源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間。半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層位于柵極電極下方并且與柵極電極絕緣。導(dǎo)電層電連接至柵極端子。
【專利說明】
半導(dǎo)體器件、集成電路和制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，并且更具體地設(shè)及半導(dǎo)體器件、集成電路和 制造半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在汽車和工業(yè)電子學(xué)中常用的功率晶體管，在確保高的壓阻斷能力的同時，需要 低的導(dǎo)通狀態(tài)電阻(R。。）。例如，Mosr金屬氧化物半導(dǎo)體"）功率晶體管應(yīng)該能夠取決于應(yīng)用 要求而將數(shù)十伏至數(shù)百或者數(shù)千伏的漏極至源極電壓Vds阻斷。MOS功率晶體管在大約2V至 20V的典型柵極-源極電壓下通常傳導(dǎo)非常大的電流，該電流可W高達數(shù)百安培。
[0003] 其中電流流動主要發(fā)生為與半導(dǎo)體襯底的第一主表面平行的橫向功率器件，對于 其中集成有另一些部件諸如開關(guān)、橋和控制電路的集成電路有用。
[0004] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，存在一種集成方案，該集成方案將包括溝槽的豎直功率器件與另 一些部件諸如邏輯電路結(jié)合起來制造工藝。通常，場極板設(shè)置在溝槽的下部分中，并且柵極 電極設(shè)置在溝槽的上部分中。在運種豎直功率器件中，電流流動主要發(fā)生為與半導(dǎo)體襯底 的第一主表面垂直。
[0005] 需要發(fā)展可W利用已知的集成方案進行制造的另一些橫向晶體管構(gòu)思。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 根據(jù)一個實施例，半導(dǎo)體器件包括在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中的晶體管。 該晶體管包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道區(qū)域、漂移區(qū)和柵極電極，該柵極電極與該溝道區(qū) 域的至少兩側(cè)相鄰。柵極電極設(shè)置于在與第一主表面平行的第一方向上延伸的柵極溝槽 中。柵極電極電禪合至柵極端子，溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著第一方向設(shè)置在源極區(qū)域與漏極 區(qū)域之間。該半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層位于柵極電極下方并且與該柵極電 極絕緣，該導(dǎo)電層電連接至柵極端子。
[0007] 根據(jù)一個實施例，半導(dǎo)體器件包括在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中的晶體管。 該晶體管包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道區(qū)域、漂移區(qū)、和柵極電極，該柵極電極與該溝道區(qū) 域的至少兩側(cè)相鄰。該晶體管進一步包括場極板，該場極板與漂移區(qū)的至少兩側(cè)相鄰，該柵 極電極設(shè)置在與第一主表面平行的第一方向上延伸的溝槽中。溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著第一 方向設(shè)置在源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間。該半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層位于柵 極電極下方并且與該柵極電極絕緣，該導(dǎo)電層電連接至場極板。
[000引根據(jù)一個實施例，半導(dǎo)體器件包括在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中的晶體管。 該晶體管包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道區(qū)域、漂移區(qū)、和柵極電極，該柵極電極與該溝道區(qū) 域的至少兩側(cè)相鄰。柵極電極電禪合至柵極端子，溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著與第一主表面平 行的第一方向設(shè)置在源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間。該半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電 層位于柵極電極下方并且與該柵極電極絕緣，該柵極電極和導(dǎo)電層設(shè)置于在第一方向上延 伸的柵極溝槽中。導(dǎo)電層與柵極端子并且與源極端子斷開。
[0009] 根據(jù)閱讀W下詳細說明并且根據(jù)觀測所附附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到附加的 特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010] 所附附圖被包含進來W提供對本發(fā)明的各個實施例的進一步理解，并且包含在本 說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖圖示了本發(fā)明的各個實施例，并同說明書一起 用于說明原理。本發(fā)明的其它實施例和許多預(yù)期優(yōu)點將由于通過參照W下詳細說明而變得 更充分理解而容易被理解。附圖的元件不一定相對于彼此成比例。相同的附圖標(biāo)記表示對 應(yīng)的相似部分。
[0011] 圖1示出了根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件的水平截面圖；
[0012] 圖2示出了在圖1中圖示的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0013] 圖3A和圖3B圖示了在圖1中示出的半導(dǎo)體器件的另一些截面圖；
[0014] 圖4A示出了根據(jù)一個實施例的集成電路的水平截面圖；
[0015] 圖4B示出了在圖4A中示出的集成電路的部分的截面圖；
[0016] 圖5A至圖甜圖示了用于圖示用于制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖和對應(yīng)掩膜；
[0017] 圖6概述了用于制造半導(dǎo)體器件的方法；
[0018] 圖7示出了用于制造根據(jù)一個實施例的集成電路的方法的流程圖；
[0019] 圖8A示出了根據(jù)另一實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0020] 圖8B示出了實施例的水平截面圖；
[0021] 圖8C示出了實施例的另一截面圖；
[0022] 圖9示出了根據(jù)一個實施例的集成電路的水平截面圖；
[0023] 圖IOA示出了根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0024] 圖IOB示出了半導(dǎo)體器件的水平截面圖；
[0025] 圖IOC示出了半導(dǎo)體器件的另一截面圖；
[0026] 圖11示出了根據(jù)一個實施例的集成電路的水平截面圖；W及
[0027] 圖12示出了根據(jù)一個實施例的集成電路的實施方式。
【具體實施方式】
[0028] 在W下詳細說明中，參照了對應(yīng)的附圖，運些對應(yīng)附圖構(gòu)成本詳細說明的一部分， 并且W圖示的方式在其中圖示了可W實踐本發(fā)明的具體實施例。就運點而言，方向性術(shù)語 諸如"頂部"、"底部"、"正"、"背"、"首"、"尾"等，參照所描述的附圖的定向來使用。由于本發(fā) 明的各個實施例的部件可W定位在多個不同定向上，所W方向性術(shù)語是為了說明而使用的 而不是限制性的。要理解，在不背離由權(quán)利要求書限定的范圍的情況下，可W利用其它實施 例，并且可W做出結(jié)構(gòu)上或者邏輯上的改變。
[0029] 各個實施例的說明不是限制性的。具體而言，在下文中描述的各個實施例的元件 可W與不同實施例的元件組合。
[0030] 在W下說明中使用的術(shù)語"晶片"、"襯底"或者"半導(dǎo)體襯底"可W包括具有半導(dǎo)體 表面的任何基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。晶片和結(jié)構(gòu)將被理解為包括娃、絕緣體上娃(SOI)、藍寶石 上娃(SOS)、滲雜和非滲雜半導(dǎo)體、由基礎(chǔ)半導(dǎo)體基底支撐的娃的外延層、W及其它半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體不需要是基于娃的。半導(dǎo)體也可W是錯化娃、錯、或者神化嫁。根據(jù)其它實施 例，碳化娃(SiC)或者氮化嫁(GaN)可W形成半導(dǎo)體襯底材料。
[0031] 如在本說明書中使用的術(shù)語"橫向的"和"水平的"旨在描述與半導(dǎo)體襯底或者半 導(dǎo)體本體的第一表面平行的定向。該第一表面可W是，例如，晶片或者裸片的表面。
[0032] 如在本說明書中使用的術(shù)語"豎直的"旨在描述布置為與半導(dǎo)體襯底或者半導(dǎo)體 本體的第一表面垂直的定向。
[0033] 如此處所使用的，術(shù)語"具有"、"含有"、"包含"、"包括"等是開放性術(shù)語，運些術(shù)語 表示存在規(guī)定的元件或者特征，但是不排除附加的元件或者特征。"一"、"一個"和"該"旨在 包括復(fù)數(shù)形式W及單數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。
[0034] 附圖和說明書通過在滲雜類型V'或者V'旁標(biāo)注或者V'來圖示相對滲雜濃 度。例如，V"指低于V滲雜區(qū)域的滲雜濃度的滲雜濃度，而V"滲雜區(qū)域具有比V滲雜 區(qū)域的滲雜濃度更高的滲雜濃度。具有相同的相對滲雜濃度滲雜區(qū)域并不一定具有相同的 絕對滲雜濃度。例如，兩個不同的V'滲雜區(qū)域可W具有相同或者不同的絕對滲雜濃度。在 附圖和說明書中，為了更好理解，常常將滲雜部分指定為V'或者V'滲雜的。如要清楚理解 的，該指定不旨在是限制性的。滲雜類型可W是任意的，只要實現(xiàn)了所描述的功能。進一步 地，在所有實施例中，滲雜類型可W被反轉(zhuǎn)。
[0035] 如在本說明書中所采用的，術(shù)語"禪合"和/或"電禪合"不旨在表示元件必須直接 地禪合在一起，可W在"禪合"或者"電禪合"的元件之間設(shè)置中間元件。術(shù)語"電連接"旨在 描述在電連接在一起的各個元件之間的低歐姆電連接。
[0036] 圖1示出了根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件1的水平截面圖。圖1的截面圖是沿著與 半導(dǎo)體襯底的第一主表面平行的平面所截取的。在圖1中示出的半導(dǎo)體器件1包括源極區(qū)域 201、漏極區(qū)域205、溝道區(qū)域220和漂移區(qū)260。源極區(qū)域201、漏極區(qū)域205和漂移區(qū)260可W 滲雜有第一導(dǎo)電類型的滲雜劑，例如，n型滲雜劑。源極區(qū)域和漏極區(qū)域20U205的滲雜濃度 可W高于漂移區(qū)260的滲雜濃度。溝道區(qū)域220布置在源極區(qū)域201與漂移區(qū)260之間。溝道 區(qū)域220滲雜有第二導(dǎo)電類型的滲雜劑，例如，P型滲雜劑。條形的源極區(qū)域201和條形的溝 道區(qū)域220設(shè)置在相鄰的柵極溝槽213之間。柵極溝槽213形成在半導(dǎo)體襯底的第一主表面 中，并且在與半導(dǎo)體襯底的第一主表面平行的第一方向（例如，X方向）上延伸。柵極電極210 設(shè)置在柵極溝槽213中W便與溝道區(qū)域220相鄰。進一步地，導(dǎo)電材料270的部分設(shè)置在柵極 溝槽中，導(dǎo)電材料270通過介電層271與柵極電極210絕緣。在半導(dǎo)體襯底的第一主表面處的 導(dǎo)電材料270與條形的源極區(qū)域201相鄰設(shè)置。漂移區(qū)260可W布置在溝道區(qū)域220與漏極區(qū) 域205之間。源極區(qū)域201、溝道區(qū)域220、漂移區(qū)260和漏極區(qū)域205沿著第一方向設(shè)置。
[0037] 當(dāng)適當(dāng)?shù)碾妷罕皇┘又翓艠O電極210時，形成在溝道區(qū)域220中的溝道的導(dǎo)電性由 柵極電壓控制。柵極電極210借由絕緣柵極介電材料211諸如氧化娃，而與溝道區(qū)域220絕 緣。通過形成在溝道區(qū)域220中的控制溝道的導(dǎo)電性，可W控制經(jīng)由形成在溝道區(qū)域220中 的溝道和漂移區(qū)260從源極區(qū)域201至漏極區(qū)域205的電流流動。根據(jù)一個實施例，晶體管可 W進一步包括場極板250,該場極板250布置為與漂移區(qū)260相鄰。場極板250借由絕緣場介 電層251諸如氧化娃，而與漂移區(qū)260絕緣。場極板250設(shè)置為與半導(dǎo)體襯底的第一主表面相 鄰。
[0038] 如上面已經(jīng)提及的，當(dāng)晶體管導(dǎo)通時，反型層形成在溝道區(qū)域220與絕緣柵極介電 材料211之間的邊界處。因此，晶體管處于經(jīng)由漂移區(qū)260從源極區(qū)域201至漏極區(qū)域205的 導(dǎo)電狀態(tài)。當(dāng)晶體管斷開時，在溝道區(qū)域220與絕緣柵極介電材料211之間的邊界處不形成 導(dǎo)電溝道，從而使得無電流流動。進一步地，在斷開狀態(tài)下，可W向場極板250施加適當(dāng)?shù)碾?壓。在斷開狀態(tài)下，場極板250耗盡來自漂移區(qū)260的電荷載流子，從而使得半導(dǎo)體器件1的 擊穿電壓特性得到改進。與不具有場極板的器件相比，在包括場極板250的半導(dǎo)體器件1中， 可W增加漂移區(qū)260的滲雜濃度而不會使擊穿電壓特性退化。由于漂移區(qū)260的更高滲雜濃 度，所W進一步地減少了導(dǎo)通電阻Rds。。，從而使得半導(dǎo)體特性得到改進。半導(dǎo)體器件1可W 進一步包括本體接觸部分280,該本體接觸部分280可W滲雜有第二導(dǎo)電類型的滲雜劑。進 一步地，半導(dǎo)體器件1包括隔離溝槽292,該隔離溝槽292圍繞橫向晶體管的陣列。絕緣材料 291設(shè)置在隔離溝槽292的側(cè)壁處。進一步地，導(dǎo)電填充物290設(shè)置在隔離溝槽292內(nèi)。
[0039] 在圖1中示出的半導(dǎo)體器件1中，電流流動主要發(fā)生在第一方向上，即，在與第一主 表面平行的方向上。晶體管可W實現(xiàn)場效應(yīng)晶體管。
[0040] 圖2圖示了半導(dǎo)體器件1的沿著在圖1中標(biāo)記為I和I'的線的截面圖。圖2的截面圖 橫斷柵極電極210和場極板250。半導(dǎo)體器件1形成在包括基礎(chǔ)層15的半導(dǎo)體襯底100中，該 基礎(chǔ)層15可W例如滲雜有第一導(dǎo)電類型例如n+。基礎(chǔ)層15可W包括在更低滲雜濃度下的第 一導(dǎo)電類型的區(qū)域。該區(qū)域可W與襯底材料的滲雜有第二導(dǎo)電類型的滲雜劑的層16相鄰設(shè) 置。層16可W設(shè)置在基礎(chǔ)層15之上。形成對應(yīng)的滲雜襯底部分和阱，W提供包括重滲雜區(qū)域 201a的源極區(qū)域201，該重滲雜區(qū)域201a與源極電極202接觸。進一步地，本體接觸部分280 包括重滲雜區(qū)域280a，該重滲雜區(qū)域280a與本體接觸塞281接觸。本體接觸部分280經(jīng)由滲 雜部分225(-般也稱為本體接觸部)將溝道區(qū)域220連接至適當(dāng)?shù)碾娢?，諸如源極電位，W 避免可形成在該部分處的寄生雙極晶體管。滲雜部分225是襯底材料的層16的滲雜有第二 導(dǎo)電類型的滲雜劑的運部分。如圖1所示，本體接觸部分280在與第一主表面110平行并且相 對于第一方向垂直的第立方向（例如，y方向）上延伸。同樣，源極區(qū)域201沿著第立方向延 伸。漏極區(qū)域205與漂移區(qū)260相鄰設(shè)置。漏極區(qū)域205和漂移區(qū)260可W由一個單層部分形 成。漏極區(qū)域205也可W按照比漂移區(qū)260更高的滲雜濃度進行滲雜。漏極區(qū)域可W借由重 滲雜接觸部分205a電連接至漏極電極206。源極電極202和本體接觸塞281可W電禪合至源 極端子274,并且漏極電極206可W電禪合至漏極端子275。
[0041 ]柵極電極210設(shè)置在柵極溝槽213中。柵極溝槽213設(shè)置在半導(dǎo)體襯底100的第一主 表面110中，并且可W在Z方向上延伸直到層16的底側(cè)為止。柵極電極210可W電連接至柵極 端子273。導(dǎo)電材料270設(shè)置在柵極溝槽213中。導(dǎo)電材料270的部分設(shè)置在柵極電極210下方 的半導(dǎo)體襯底100中，并且通過絕緣材料211與柵極電極210 W及通過絕緣材料271與周圍的 半導(dǎo)體材料絕緣。根據(jù)一個實施例，導(dǎo)電層270的部分設(shè)置為與第一主表面110鄰近。導(dǎo)電層 270經(jīng)由連接塞272禪合至適當(dāng)?shù)碾娢?。從而，可W避免可形成在該位置處的寄生MOS晶體 管。例如，導(dǎo)電層270可W禪合至柵極端子273。
[0042] 該半導(dǎo)體器件可W進一步包括場極板250,該場極板250與漂移區(qū)260相鄰。例如， 場極板250可W設(shè)置在從第一主表面110延伸至與柵極電極溝槽213相同的深度的場極板溝 槽253中。場極板溝槽253可W在第一方向上延伸。場極板250可W與第一主表面110相鄰。隔 離溝槽292可W延伸至與柵極溝槽213和場極板溝槽253相同的深度。填充在隔離溝槽292中 的材料290,可W是與場極板250的材料和材料270相同的材料，該材料270設(shè)置在柵極電極 210下方的半導(dǎo)體襯底100中。
[0043] 如在圖1中進一步所示，在相鄰柵極溝槽213之間的間距可W與在相鄰場極板溝槽 253之間的間距不同。通常，間距表示柵極溝槽的寬度與在相鄰柵極溝槽之間的距離之和、 或者場極板溝槽的寬度與在相鄰場極板溝槽之間的距離之和。
[0044] 源極區(qū)域201和漏極區(qū)域205設(shè)置在第一主表面110處。源極區(qū)域201可W延伸到襯 底的深度方向（例如，Z方向）中。例如，源極區(qū)域201可W大約延伸至柵極溝槽213的深度。漏 極區(qū)域205可W延伸到襯底的深度方向（例如，Z方向）中。例如，漏極區(qū)域205可W大約延伸 至柵極溝槽213或者場極板溝槽253的深度。
[0045] 圖3A示出了半導(dǎo)體器件的沿著在圖1中標(biāo)記為n和n'的線的另一截面圖。圖3A的 截面圖橫斷溝道區(qū)域220和漂移區(qū)260。
[0046] 源極區(qū)域201的部分設(shè)置在相鄰柵極溝槽213(用虛線表示)之間。溝道區(qū)域220設(shè) 置在柵極電極210的相鄰部分之間。溝道區(qū)域220包括滲雜有第二導(dǎo)電類型的滲雜襯底部 分。漂移區(qū)260設(shè)置在相鄰場極板溝槽253(用虛線表示)之間。
[0047] 圖3B示出了半導(dǎo)體器件的在分別相對于在I與I'之間或者n與n'之間的方向垂 直的方向上，沿著在圖1中標(biāo)記為虹和虹'的線的截面圖。如在圖3B中所示，溝道區(qū)域220具 有脊件(ridge)的形狀，該脊件具有寬度dl。換言之，溝道區(qū)域通過相鄰的柵極溝槽213被圖 案化為第一脊件的形狀。例如，脊件可W具有頂側(cè)220a和兩個側(cè)壁22化。側(cè)壁22化可W相對 于第一主表面110垂直地或者W大于75°的角度延伸。根據(jù)在圖3B中示出的實施例，柵極電 極210可W與該脊件的至少兩側(cè)相鄰設(shè)置。進一步地，柵極電極210也可W與該脊件的頂側(cè) 220a相鄰。根據(jù)另一實施例，柵極電極210可W僅與該脊件的兩個側(cè)壁220b相鄰。如在圖3B 中進一步圖示的，導(dǎo)電材料270設(shè)置在柵極溝槽213的下部分中。柵極溝槽的下部分被導(dǎo)電 層270填充。
[004引如已經(jīng)參照圖1至圖3B所討論的，半導(dǎo)體器件1包括晶體管5,該晶體管5形成在具 有第一主表面110的半導(dǎo)體襯底100中。晶體管5包括源極區(qū)域201、漏極區(qū)域205、溝道區(qū)域 220、漂移區(qū)260和柵極電極210,該柵極電極210與溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰。柵極電極210 設(shè)置于在與第一主表面平行的第一方向上延伸的柵極溝槽213中。溝道區(qū)域220和漂移區(qū) 260沿著第一方向設(shè)置在源極區(qū)域201與漏極區(qū)域205之間。半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層 270,該導(dǎo)電層270在柵極電極下方并且與柵極電極絕緣。導(dǎo)電層270電禪合至柵極端子。
[0049] 導(dǎo)電層270的部分與第一主表面相鄰設(shè)置。例如，導(dǎo)電層270可W設(shè)置在柵極溝槽 213中并且部分地包圍柵極電極210。根據(jù)另一實施例，半導(dǎo)體器件1可W包括場極板250,該 場極板250布置為與漂移區(qū)260相鄰。
[0050] 如已經(jīng)在前述中說明的，溝道區(qū)域220具有在第一方向上延伸的第一脊件222的形 狀。根據(jù)一個實施例，漂移區(qū)260也可W具有沿著第一方向延伸的第二脊件的形狀。如圖1所 示，第二脊件262可W具有與第一脊件222的寬度dl不同的寬度d2。根據(jù)另一實施例，第二脊 件的寬度可W等于第一脊件的寬度。
[0051] 根據(jù)一個實施例，溝道區(qū)域220的寬度山為山含2X Id,其中Id表示形成在柵極電極 211與溝道區(qū)域220之間的界面處的耗盡區(qū)的長度。例如，耗盡區(qū)的寬度可W確定為：
[0化2]
[0053] 其中eS表示半導(dǎo)體材料的介電常數(shù)(針對娃是11.9 X e日，e日=8.85 X I〇-i4F/cm)，k 表示玻爾茲曼常量（1.38066 X 1(T23J/K)，T表示溫度，In表示自然對數(shù)，Na表示半導(dǎo)體本體 的雜質(zhì)濃度，m表示本征載流子濃度(在27°C下針對娃是1.45X l〇Wcnf3)，W及q表示元電荷 (1.6Xl〇-"C)。
[0054] 通常，耗盡區(qū)的長度根據(jù)柵極電壓而變化。假設(shè)在晶體管中，在與闊值電壓對應(yīng)的 柵極電壓下的耗盡區(qū)的長度與耗盡區(qū)的最大寬度對應(yīng)。例如，第一脊件的寬度可W沿著半 導(dǎo)體襯底100的第一主表面110為大約20nm至130nm，例如，40nm至120nm。
[0055] 而且，長度與寬度之比可W滿足W下關(guān)系：si/di>2.0,其中SI表示沿著第一方向 所測得的、與柵極電極210接觸的第一脊件的長度，或者換言之，溝道區(qū)域的長度，如也在圖 1中圖示的。根據(jù)另外的實施例，si/di>2.5。根據(jù)另一實施例，漂移區(qū)260可W包括未被圖案 化W形成脊件的平整表面。
[0056] 根據(jù)寬度為山^ 2 X Id的實施例，晶體管5是所謂的"完全耗盡"晶體管，在該"完全 耗盡"晶體管中，當(dāng)柵極電極210設(shè)置為導(dǎo)通電壓時，溝道區(qū)域220完全耗盡。在運種晶體管 中，可W實現(xiàn)最佳亞闊值電壓并且可W有效地抑制短溝道效應(yīng)，產(chǎn)生改進的器件特性。
[0057] 根據(jù)另一實施例，寬度dl可W大于2 X Id，并且與平面晶體管相比，晶體管5可W作 為具有增加的溝道寬度的晶體管來操作。
[0058] 另一方面，在包括場極板250的晶體管中，理想的是使用具有比寬度dl要大得多的 寬度d2的漂移區(qū)260。由于漂移區(qū)d2的寬度更大，所W可W進一步減少漂移區(qū)260的電阻 Rds。。，從而進一步改進器件特性。為了改進在本體區(qū)域中的半導(dǎo)體器件的特性、并且進一步 改進在漂移區(qū)中的器件特性，可W通過使用適當(dāng)?shù)奈g刻掩膜來實現(xiàn)對柵極電極和場極板進 行圖案化，W便提供不同寬度的第一脊件和第二脊件。
[0059] 如將參照圖5A至圖5H具體討論的，在圖1至圖3B中示出的半導(dǎo)體器件可W通過用 于制造豎直功率晶體管（即，通過設(shè)置在形成在半導(dǎo)體襯底100的第一主表面110中的溝槽 中的兩個不同導(dǎo)電層來實施場極板250和柵極電極210的功率晶體管）的集成方案來制造。 在運種豎直功率晶體管中，源極區(qū)域和漏極區(qū)域設(shè)置在半導(dǎo)體襯底100的相對的主表面處。
[0060] 圖4A示出了根據(jù)一個實施例的集成電路的水平截面圖。圖4A的截面圖在與半導(dǎo)體 襯底的第一主表面平行的平面中截取。如圖所示，根據(jù)一個實施例的集成電路2包括如此處 已經(jīng)在上面參照圖1至圖3B進行了描述的半導(dǎo)體器件1。進一步地，集成電路2包括第二半導(dǎo) 體器件3,該第二半導(dǎo)體器件3包括豎直功率晶體管，例如，場效應(yīng)晶體管。如在圖4A中具體 圖示的，第二半導(dǎo)體器件3包括多個柵極溝道310,運些柵極溝道310在與半導(dǎo)體襯底的第一 主表面平行的方向上行進。半導(dǎo)體器件3可W進一步包括隔離溝槽393,該隔離溝槽393包圍 柵極溝槽310的陣列。絕緣層391設(shè)置在隔離溝槽393的側(cè)壁處。進一步地，導(dǎo)電填充物390設(shè) 置在隔離溝槽393中。
[0061] 圖4B示出了第二半導(dǎo)體器件3的沿著在圖4A中標(biāo)記為虹和虹'的線的截面圖。半導(dǎo) 體器件3包括可W并聯(lián)連接的多個豎直晶體管35。豎直晶體管35中的每一個包括柵極溝槽 310,該柵極溝槽310形成在半導(dǎo)體襯底100的第一主表面110中。半導(dǎo)體器件3包括源極區(qū)域 401，該源極區(qū)域401與第一主表面110相鄰設(shè)置；W及漏極區(qū)域409,該漏極區(qū)域409設(shè)置在 半導(dǎo)體襯底100的背側(cè)。漏極電極410與漏極區(qū)域409相鄰設(shè)置。進一步地，半導(dǎo)體器件3包括 溝道區(qū)域402和漂移區(qū)406,該溝道區(qū)域402和漂移區(qū)406在相對于第一主表面110垂直的第 二方向（例如，Z方向）上，設(shè)置在源極區(qū)域401與漏極區(qū)域409之間。場極板405設(shè)置在柵極溝 槽310的下部分中。進一步地，柵極電極403設(shè)置在柵極溝槽310的與溝道區(qū)域402相鄰的上 部分中。柵極電極403借由柵極電介質(zhì)408與溝道區(qū)域402絕緣。進一步地，場極板405借由場 介電層407與漂移區(qū)406絕緣。柵極電極403通過絕緣層412與場極板405絕緣。
[0062] 當(dāng)適當(dāng)?shù)碾妷罕皇┘又翓艠O電極403時，導(dǎo)電溝道形成在溝道區(qū)域402與柵極介電 層408之間的界面處。因此，柵極電極控制在源極區(qū)域401與漏極區(qū)域409之間的電流流動。 當(dāng)晶體管斷開時，在溝道區(qū)域402與柵極介電層408之間的界面處不形成導(dǎo)電溝道。進一步 地，由于存在場極板405,所W電荷載流子從漂移區(qū)406耗盡，從而使得由此產(chǎn)生的晶體管可 W承受較高的電壓。根據(jù)一個實施例，兩種類型的晶體管，即，橫向晶體管5和豎直晶體管 35,可W集成在單個半導(dǎo)體襯底100中。進一步地，兩個半導(dǎo)體器件可W通過共同的（joint) 處理工藝來形成。例如，可W通過針對第一半導(dǎo)體器件1和第二半導(dǎo)體器件3使用不同的掩 膜，來處理相應(yīng)的部件。
[0063] 圖5A至圖甜圖示了制造半導(dǎo)體器件1或者集成電路2的步驟。圖5A至圖甜具體地圖 示了沿著在圖1中標(biāo)記為I和I'的線的截面圖。
[0064] 用于執(zhí)行根據(jù)一個實施例的方法的起點可W是滲雜有第一導(dǎo)電類型的滲雜劑的 重滲雜晶片，例如，n+型半導(dǎo)體晶片500。在半導(dǎo)體晶片500之上，外延生長W比晶片500更低 的滲雜濃度被滲雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層510,例如，rT層。圖5A示出了由此產(chǎn)生的結(jié) 構(gòu)的示例的截面圖。半導(dǎo)體層510的表面形成由此產(chǎn)生的襯底的第一主表面520。
[0065] 之后，可W執(zhí)行多個滲雜工藝W便提供阱注入部分。例如，運些阱注入部分可W限 定第一半導(dǎo)體器件和第二半導(dǎo)體器件1、3的部件。進一步地，注入阱部分可W實現(xiàn)待在稍后 的工藝或者并行的工藝中形成的邏輯電路的部件。
[0066] 圖5B示出了由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的示例。如圖5B所示，滲雜有第二導(dǎo)電類型的滲雜劑 的層530設(shè)置在半導(dǎo)體層510的W更低滲雜濃度滲雜的第一導(dǎo)電類型的部分515之上。進一 步地，第一導(dǎo)電類型的部分550與第一主表面520相鄰設(shè)置。層530在第一導(dǎo)電類型的部分 515與部分550之間提供豎直隔離。附加地，第二導(dǎo)電類型的部分540與第一主表面520相鄰 設(shè)置。
[0067] 之后，可W執(zhí)行蝕刻工藝。根據(jù)制造集成電路的方法的一個實施例，可W采用用于 對第二半導(dǎo)體器件3的部件進行對應(yīng)處理的掩膜。例如，可W使用在圖5D中示出的掩膜570 來在如圖5C所示的半導(dǎo)體襯底100的第一主表面520中形成溝槽560、565, W便形成柵極電 極210和場極板250。進一步地，雖然在圖5C和圖加中未明確示出，但是掩膜570可W包括用 于形成隔離溝槽293的開口。在圖5D中示出的掩膜570包括用于限定柵極溝槽560的開口 574、和用于限定場極板溝槽565的開口 572。通過使用在圖抓中示出的掩膜570,執(zhí)行蝕刻工 藝W便形成溝槽560、565。之后，可W沉積絕緣層，在運之后沉積導(dǎo)電層。
[0068] 例如，也如圖祀所示，可W在第一溝槽560中形成第一絕緣層561，并且可W在第二 溝槽565中形成第二絕緣層。進一步地，可W在第一溝槽560中形成第一導(dǎo)電層562,并且可 W在第二溝槽565中形成第二導(dǎo)電層567。按照相似的方式，可W在隔離溝槽(未示出）中形 成絕緣層和導(dǎo)電層。例如，形成絕緣層561、566和導(dǎo)電層562、567的工藝可W是形成如在圖 4B中示出的場介電層407和場極板405的工藝步驟。
[0069] 之后，通過使用例如在圖5G中示出的掩膜570來執(zhí)行另外的蝕刻工藝。如圖所示， 在圖5G中示出的掩膜570包括限定柵極電極210的位置的開口 575。
[0070] 圖5F示出了在執(zhí)行對應(yīng)蝕刻工藝之后由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的示例。如圖所示，凹槽563 形成在導(dǎo)電層562和絕緣層561中。凹槽563形成在由在掩膜570中的開口575限定的位置處。 之后，執(zhí)行形成絕緣層在運之后形成導(dǎo)電層569的另外的工藝。由于該處理步驟的作用，所 W在凹槽563的側(cè)壁和低側(cè)上形成薄絕緣層568,在運之后形成導(dǎo)電填充物569。例如，該工 藝也可W形成在圖4B中圖示的豎直晶體管35的柵極介電層408和柵極電極403。進一步地， 可W執(zhí)行滲雜工藝，W便提供源極區(qū)域和漏極區(qū)域20U205的重滲雜部分。圖5H示出了由此 產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的示例。
[0071] 之后，可W執(zhí)行另外的處理步驟W便提供第一半導(dǎo)體器件1和第二半導(dǎo)體器件3的 另外的部件。例如，可W形成另外的絕緣層，在運之后形成至第一半導(dǎo)體器件和第二半導(dǎo)體 器件1、3的各個部件的相應(yīng)接觸。
[0072] 圖6概述了制造根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件的方法的要素。如圖6所示，制造半 導(dǎo)體器件的方法包括:在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中形成晶體管。形成晶體管包括:形 成源極區(qū)域(S40);形成漏極區(qū)域(S40);形成溝道區(qū)域(SlO);形成漂移區(qū)（S20); W及在與 溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰的第一主表面平行的第一方向上延伸的溝槽中形成柵極電極 (S30)，其中溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著第一方向設(shè)置在源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間。形成半導(dǎo)體 器件進一步包括:形成導(dǎo)電層(S25)，該導(dǎo)電層的部分設(shè)置在位于柵極電極下方并且與該柵 極電極絕緣的半導(dǎo)體襯底中。
[0073] 根據(jù)一個實施例，該方法可W進一步包括:在第一主表面中形成溝槽。形成導(dǎo)電層 可W包括:在溝槽中形成導(dǎo)電材料。根據(jù)一個實施例，該方法可W進一步包括:在溝槽中對 導(dǎo)電材料的部分進行回蝕刻。例如，形成柵極電極可W包括:在導(dǎo)電層的部分之上形成絕緣 層，該絕緣層內(nèi)襯溝槽的側(cè)壁；W及在絕緣層之上形成柵極導(dǎo)電層。根據(jù)一個實施例，形成 半導(dǎo)體器件可W進一步包括形成場極板(S35)。
[0074] 進一步地，圖7概述了制造集成電路的方法的要素。如圖所示，形成集成電路可W 包括：在具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中，形成第一晶體管（SlOO)并且形成第二晶體管 (S200)。形成第一晶體管可W包括:形成第一源極區(qū)域(S140);形成第一漏極區(qū)域(S140); 形成第一溝道區(qū)域(SllO);形成第一漂移區(qū)（S120); W及在與第一主表面平行的第一方向 上延伸的溝槽中形成第一柵極電極(S130)，其中第一柵極電極形成為與溝道區(qū)域的至少兩 側(cè)相鄰設(shè)置?？蒞完成形成第一溝道區(qū)域并且形成第一漂移區(qū)，從而使得它們沿著第一方 向設(shè)置在第一源極區(qū)域與第一漏極區(qū)域之間。進一步地，形成第二晶體管(S200)包括:形成 第二源極區(qū)域(S240);形成第二漏極區(qū)域(S240);形成第二溝道區(qū)域(S210);形成第二漂移 區(qū)（S220); W及形成第二柵極電極(S230)，其中第二溝道區(qū)域和第二漂移區(qū)沿著第二方向 設(shè)置在第二源極區(qū)域與第二漏極區(qū)域之間，第二漏極區(qū)域相對于第一主表面垂直地延伸。 根據(jù)一個實施例，形成第一晶體管(SlOO)可W進一步包括:形成導(dǎo)電層(S125)，該導(dǎo)電層的 部分設(shè)置在位于第一柵極電極下方并且與該第一柵極電極絕緣的半導(dǎo)體襯底中。根據(jù)一個 實施例，形成第二晶體管(S200)可W進一步包括:形成第二場極板(S225) W便被布置為與 第二漂移區(qū)相鄰。
[0075] 根據(jù)一個實施例，該方法可W進一步包括:在第一主表面中形成溝槽。形成導(dǎo)電層 的部分可W包括:在溝槽中形成導(dǎo)電材料。根據(jù)一個實施例，該方法可W進一步包括:對在 溝槽中的導(dǎo)電材料的部分進行回蝕刻。例如，形成第一柵極電極可W包括:在導(dǎo)電層的部分 之上形成絕緣層，該絕緣層內(nèi)襯溝槽的側(cè)壁；W及在絕緣層之上形成柵極導(dǎo)電層。
[0076] 根據(jù)一個實施例，形成第一半導(dǎo)體器件可W進一步包括:形成第一場極板。
[0077] 根據(jù)一個實施例，第一晶體管的元件和第二晶體管的元件可W通過共同的處理工 藝來形成。例如，形成用于形成第一柵極電極的溝槽、W及形成用于形成第二柵極電極的溝 槽，可W包括使用不同掩膜的共同的蝕刻工藝。進一步地，形成導(dǎo)電層并且形成第二場極板 可W包括形成導(dǎo)電層的共同的方法。進一步地，形成第一柵極電極并且形成第二柵極電極 可W包括形成導(dǎo)電層的共同的方法。
[0078] 圖8A至圖8C示出了根據(jù)另一實施例的半導(dǎo)體器件的各個視圖。W下說明將集中在 本實施例與在圖1至圖3C中示出的實施例的不同之處。因此，除非另有說明，否則半導(dǎo)體器 件包括已經(jīng)參照圖1至圖3C描述的部件。
[0079] 圖8A示出了半導(dǎo)體器件的在也如圖8B所示的I與I'之間的截面圖。截面圖橫斷柵 極電極210和場極板250。在圖8A中示出的半導(dǎo)體器件包括在具有第一主表面110的半導(dǎo)體 襯底中的晶體管5。該晶體管5包括源極區(qū)域201、漏極區(qū)域205、溝道區(qū)域、漂移區(qū)和柵極電 極210,該柵極電極210與溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰。溝道區(qū)域和漂移區(qū)沿著與第一主表面 平行的第一方向設(shè)置。半導(dǎo)體器件進一步包括場極板250,該場極板250與漂移區(qū)的至少兩 側(cè)相鄰。柵極電極設(shè)置在第一方向上延伸的溝槽中。半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層270,該 導(dǎo)電層270在柵極電極210下方并且與該柵極電極210絕緣。導(dǎo)電層電連接至場極板250。例 如，柵極電極、場極板250和導(dǎo)電層可W設(shè)置在第一方向（例如，X方向）上延伸的公共溝槽 214中。場極板250可W形成在半導(dǎo)體襯底100的第一主表面110處。柵極電極210和場極板 250可W沿著第一方向一前一后地布置。
[0080] 如圖8A所示，柵極電極210可W設(shè)置在溝槽214的左手側(cè)處W便與源極區(qū)域201接 觸。導(dǎo)電層270可W借由介電層271與相鄰的半導(dǎo)體材料絕緣。進一步地，柵極介電層211可 W設(shè)置在柵極電極210與導(dǎo)電層270的、場極板250的相鄰導(dǎo)電材料、源極區(qū)域201、和相鄰溝 道區(qū)域220之間。源極區(qū)域201可W在深度方向（例如，Z方向）上延伸至大約與柵極電極210 的深度對應(yīng)的深度。場極板250可W經(jīng)由場極板接觸塞252連接至適當(dāng)?shù)亩俗樱?，源極端 子274。因此，導(dǎo)電層270經(jīng)由場極板250電連接至源極端子274。
[0081] 按照如已經(jīng)參照圖1討論的相似方式，隔離溝槽292可W圍繞橫向晶體管的陣列。 按照相似的方式，在圖8A中也未示出，絕緣材料291可W設(shè)置在隔離溝槽的側(cè)壁處，并且導(dǎo) 電填充物可W設(shè)置在隔離溝槽內(nèi)。晶體管可W實現(xiàn)場效應(yīng)晶體管。
[0082] 圖8B示出了半導(dǎo)體器件的水平截面圖。如圖所示，與在圖1中示出的實施例不同， 柵極電極210分別延伸至溝槽214的左手側(cè)。柵極電極210接觸在與第一主表面平行的第= 方向（例如，y方向）上連續(xù)延伸的源極區(qū)域201。進一步地，場極板250可W設(shè)置在溝槽214 中。因此，在相鄰場極板之間的間距可W與在相鄰柵極電極210之間的間距相同。溝道區(qū)域 220通過相鄰溝槽214,被圖案化為在第一方向上延伸的脊件的形狀。按照相似的方式，漂移 區(qū)260通過溝槽214,被圖案化為在第一方向上延伸的脊件。場介電層251設(shè)置在場極板250 與相鄰漂移區(qū)260之間。場介電層251的厚度可W大于布置在柵極電極210與相鄰溝道區(qū)域 220之間的柵極介電層211的厚度。圖8B也示出了隔離溝槽292,該隔離溝槽292包括絕緣層 291和導(dǎo)電填充物290。
[0083] 圖SC示出了在圖SB中的n和n'之間截取的截面圖。圖SB的截面圖橫斷溝道區(qū)域 和漂移區(qū)。如圖所示，滲雜部分225經(jīng)由本體接觸部分280和接觸區(qū)域280a連接至本體接觸 塞281(如圖8A所示）。本體接觸部分225可W將溝道區(qū)域220連接至端子（例如，源極端子 274)，該端子電連接至本體接觸塞281。源極區(qū)域201延伸至比溝槽214的深度更少的深度。 更加具體地，源極區(qū)域不與形成在溝槽214的下部分中的導(dǎo)電層270相鄰。
[0084] 圖9示出了集成電路的水平截面圖，該集成電路包括已經(jīng)參照圖8A至圖8C說明的 半導(dǎo)體器件和包括豎直功率晶體管的第二半導(dǎo)體器件3。根據(jù)在圖9中示出的實施例，柵極 電極210和場極板250設(shè)置在溝槽214中。在柵極電極210下方的導(dǎo)電層電禪合至場極板250。 源極區(qū)域201與柵極電極210相鄰設(shè)置。集成電路的另外的部件與在圖4A中示出的集成電路 的相應(yīng)部件相似。進一步地，第二半導(dǎo)體器件的截面圖與在圖4B中示出的截面圖相同。
[0085] 在圖8A至圖8C中示出的半導(dǎo)體器件1或者在圖9中示出的集成電路2可W通過運種 方法來制造，該方法包括與在圖5A至圖5H中圖示并且在圖6和圖7中說明的方法相似的步 驟。然而，與圖5A至圖5E中圖示的方法的不同的是，在圖5D中示出的掩膜被修改，W便提供 用于限定柵極溝槽和場極板溝槽的單個掩膜開口。進一步地，當(dāng)執(zhí)行蝕刻工藝時，與在圖5C 中示出的截面圖的不同的是，將溝槽560和565合并W形成用于形成柵極電極和場極板的單 個溝槽。進一步地，當(dāng)形成如圖5F所示的凹槽563時，包括有開口 575的掩膜被對準(zhǔn)，從而使 得僅僅左側(cè)與溝槽214的左側(cè)蝕刻齊平。結(jié)果，當(dāng)使導(dǎo)電材料和絕緣材料凹進并且隨后形成 柵極介電層和柵極電極210時，柵極電極210設(shè)置在溝槽214的左手側(cè)并且與源極區(qū)域201相 鄰。
[0086] 圖IOA至圖IOC示出了半導(dǎo)體器件的另一實施例。本實施例的說明將集中在本實施 例與在圖1至圖3C中示出的實施例的不同之處。在圖IOA至圖IOC中示出的半導(dǎo)體器件1包括 在具有第一主表面110的半導(dǎo)體襯底100中的晶體管5。該晶體管5包括源極區(qū)域201、漏極區(qū) 域205、溝道區(qū)域220、漂移區(qū)260和柵極電極210,該柵極電極210與溝道區(qū)域220的至少兩側(cè) 相鄰。溝道區(qū)域220和漂移區(qū)260(兩者均在圖IOC中圖示)沿著與第一主表面110平行的第一 方向（例如，X方向）上設(shè)置在源極區(qū)域201與漏極區(qū)域205之間。半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電 層，該導(dǎo)電層位于柵極電極下方并且與柵極電極210絕緣。柵極電極210和導(dǎo)電層270設(shè)置在 第一方向上延伸的溝槽213中。導(dǎo)電層270與柵極端子斷開并且與源極端子斷開。根據(jù)在圖 IOA至圖IOC中示出的實施例，半導(dǎo)體器件1可W可選地包括場極板250。該場極板250可W設(shè) 置在場極板溝槽中。場極板溝槽253和柵極溝槽213可W是單獨存在的溝槽。具體而言，在相 鄰場極板溝槽253之間的間距可W與在相鄰柵極溝槽213之間的間距不同。晶體管可W實現(xiàn) 場效應(yīng)晶體管。
[0087] 圖IOA示出了半導(dǎo)體器件的截面圖。圖IOA的截面圖在也如圖IOB所示的I和I'之間 截取。如圖所示，柵極電極210和導(dǎo)電層270設(shè)置在柵極溝槽213中。柵極電極210和導(dǎo)電層 270彼此絕緣。導(dǎo)電層借由絕緣層271與相鄰半導(dǎo)體材料絕緣。導(dǎo)電層270可W完全地埋入柵 極溝槽213中，并且在半導(dǎo)體襯底的第一主表面110處可W不設(shè)置導(dǎo)電層270的部分。根據(jù)一 個解釋，導(dǎo)電層270實現(xiàn)被保持在未限定的電位下的浮置體。由于厚絕緣層271的影響，導(dǎo)電 層270可能不會很大地影響相鄰半導(dǎo)體材料。例如，絕緣層271的層厚度可W大約50至500， 該層厚度取決于理想的阻斷電壓。
[0088] 圖IOB示出了半導(dǎo)體器件的水平截面圖。如圖所示，在與第一主表面110平行的第 =方向上延伸的運部分源極區(qū)域201，與柵極電極210相鄰設(shè)置。柵極溝槽213和場極板溝槽 253可W按不同的間距設(shè)置。因此，溝道區(qū)域220可W通過相鄰柵極溝槽213被圖案化為脊件 的形狀。同樣，漂移區(qū)260可W借由場極板溝槽253被圖案化為第二脊件262。第二脊件262的 寬度Cb可W大于第一脊件222的寬度di。寬度可W在與第一方向垂直的第二方向上測得。
[0089] 圖IOC示出了在也如圖IOB所示的n與n'之間的截面圖。圖IOC的截面圖橫斷溝道 區(qū)域220和漂移區(qū)260。柵極溝槽213和場極板溝槽253設(shè)置在附圖的繪出的平面之前或者之 后。
[0090] 圖11示出了集成電路的水平平面圖，該集成電路包括已經(jīng)參照圖IOA至圖10抗兌明 的半導(dǎo)體器件1。在圖11中，與在圖4A中圖示的部件相同的部件用對應(yīng)的附圖標(biāo)記來指定。 W下說明將集中在圖11與圖4A之間的不同之處。另外的部件與在圖4A中示出的部件相似或 者相同。與在圖4A中示出的實施例不同的是，根據(jù)圖11的實施例，半導(dǎo)體器件1按照如已經(jīng) 參照圖IOA至圖IOC描述的方式來實現(xiàn)。柵極電極210從左手側(cè)延伸至柵極溝槽213的右手 偵U。進一步地，在柵極電極210下方的導(dǎo)電層270與源極端子或者柵極端子斷開。因此，導(dǎo)電 層270不連接至場極板250,也不連接至柵極電極210。導(dǎo)電層270整個地設(shè)置在柵極電極210 下方，從而使得在第一主表面110處不存在導(dǎo)電層270的部分。半導(dǎo)體器件1的其余部件與在 圖IOA至圖IOC中圖示的部件相同。進一步地，在虹與虹'之間的截面圖與在圖4B中示出的截 面圖相同。
[0091] 在圖IOA至圖IOC中示出的半導(dǎo)體器件或者在圖11中示出的集成電路2可W通過運 種方法來制造，該方法包括與在圖5A至圖5H中圖示并且在圖6和圖7中說明的方法相似的步 驟。然而，與在圖5A至圖5E中圖示的方法不同的是，在圖5G中示出的掩膜570可W被修改。因 此，在用于在溝槽560中使導(dǎo)電材料562凹進的蝕刻步驟期間，從溝槽560的上部分的整個橫 向延伸去除導(dǎo)電材料。例如，運可W通過使用具有開口 575的掩膜570來實現(xiàn)，該開口 575與 在圖5D中示出的掩膜570的開口 574對應(yīng)。結(jié)果，在溝槽560中的其余導(dǎo)電材料562可W具有 水平表面。之后，形成絕緣材料568, W便提供柵極介電層211，在運之后形成導(dǎo)電層569,該 導(dǎo)電層569形成柵極電極210。
[0092] 圖12示出了如在圖4A和圖4B、圖9和圖11中的任何一個所示的集成電路的實施方 式。該集成電路包括第一晶體管12i(也稱為"高側(cè)"晶體管)和第二晶體管122(也稱為"低側(cè)" 晶體管）。第一晶體管121的源極端子和第二晶體管122的漏極端子電連接至公共OUT端子。第 一晶體管121的漏極端子可W連接至電池，并且第二晶體管122的源極端子可W連接至接地 電位。第一晶體管12巧W實現(xiàn)為豎直晶體管，即，在圖4A、圖4B、圖9和圖11中示出的第二晶 體管。第二晶體管122可W實現(xiàn)為例如在圖1至圖3、圖8和圖10中示出的橫向晶體管。在圖12 中示出的集成電路實現(xiàn)半橋。由于第二晶體管作為包括在第一主表面處的漏極區(qū)域的橫向 晶體管來實現(xiàn)運一特征的作用，第一晶體管和第二晶體管可W容易地集成在單個半導(dǎo)體襯 底中。進一步地，可W簡化制造工藝，運是因為第一晶體管和第二晶體管的各個部件可W通 過共同或者公共的處理步驟來形成。在圖4A、圖4B、圖9、圖11和圖12中示出的集成電路可W 用在電動機中或者在DC-DC轉(zhuǎn)換器中。另外的實施例設(shè)及包括在圖12中示出的半橋、或者在 圖4A、圖9和圖11中的任何一個中圖示的集成電路的電動機或者DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0093] 雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的各個實施例，但是顯而易見的是，也可W實現(xiàn)另外 的實施例。例如，另外的實施例可W包括在權(quán)利要求書中列舉的特征的任何子組合或者在 上面給出的示例中描述的元件的任何子組合。因此，隨附權(quán)利要求書的該精神和范圍不應(yīng) 該限于對此處所包含的各個實施例的說明。
【主權(quán)項】
1. 一種包括晶體管的半導(dǎo)體器件，所述晶體管位于具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中， 所述晶體管包括： 源極區(qū)域； 漏極區(qū)域； 溝道區(qū)域； 漂移區(qū)；以及 柵極電極，所述柵極電極與所述溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰，所述柵極電極設(shè)置于在第 一方向上延伸的柵極溝槽中，所述第一方向與所述第一主表面平行，所述柵極電極電耦合 至柵極端子，所述溝道區(qū)域和所述漂移區(qū)沿著所述第一方向設(shè)置在所述源極區(qū)域與所述漏 極區(qū)域之間， 所述半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述柵極電極下方、并且與所述 柵極電極絕緣，所述導(dǎo)電層電連接至所述柵極端子。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述導(dǎo)電層的部分設(shè)置為與所述第一主表 面相鄰。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述導(dǎo)電層設(shè)置在所述柵極溝槽中。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進一步包括場極板，所述場極板與所述漂移區(qū)相 鄰布置，所述場極板設(shè)置在所述第一主表面處。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道區(qū)域具有在所述第一方向上延伸 的第一脊件的形狀。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中所述漂移區(qū)的部分具有沿著所述第一方向 延伸的第二脊件的形狀。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二脊件具有與所述第一脊件的寬度 不同的寬度。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中s/d>2.0,其中s表示所述第一脊件的沿著第 一方向測得的長度，并且其中d表示所述第一脊件的寬度。9. 一種集成電路，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件、以及第二晶體管，所述第二 晶體管包括： 第二源極區(qū)域； 第二漏極區(qū)域； 第二溝道區(qū)域； 第二漂移區(qū)； 第二柵極電極；以及 第二場極板，所述第二場極板與所述第二漂移區(qū)相鄰，所述第二溝道區(qū)域和所述第二 漂移區(qū)沿著第二方向設(shè)置在所述第二源極區(qū)域與所述第二漏極區(qū)域之間，所述第二方向相 對于所述第一主表面垂直地延伸。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成電路，其中所述集成電路實現(xiàn)半橋。11. 一種包括晶體管的半導(dǎo)體器件，所述晶體管位于具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中， 所述晶體管包括： 源極區(qū)域； 漏極區(qū)域； 溝道區(qū)域； 漂移區(qū)； 柵極電極，所述柵極電極與所述溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰；以及 場極板，所述場極板與所述漂移區(qū)的至少兩側(cè)相鄰，所述柵極電極設(shè)置于在第一方向 上延伸的溝槽中，所述第一方向與所述第一主表面平行， 所述溝道區(qū)域和所述漂移區(qū)沿著所述第一方向設(shè)置在所述源極區(qū)域與所述漏極區(qū)域 之間， 所述半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述柵極電極下方并且與所述柵 極電極絕緣，所述導(dǎo)電層電連接至所述場極板。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述導(dǎo)電層和所述場極板設(shè)置于形成在 所述半導(dǎo)體襯底的所述第一主表面中的柵極溝槽中。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場極板設(shè)置在所述第一主表面處、并 且在豎直方向上從所述第一主表面延伸。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中相鄰的柵極溝槽將所述溝道區(qū)域和所述 漂移區(qū)圖案化為在所述第一方向上延伸的脊件的形狀。15. -種集成電路，包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件、以及第二晶體管，所述第 二晶體管包括： 第二源極區(qū)域； 第二漏極區(qū)域； 第二溝道區(qū)域； 第二漂移區(qū)； 第二柵極電極，以及 第二場極板，所述第二場極板與所述第二漂移區(qū)相鄰，所述第二溝道區(qū)域和所述第二 漂移區(qū)沿著第二方向設(shè)置在所述第二源極區(qū)域與所述第二漏極區(qū)域之間，所述第二方向相 對于所述第一主表面垂直地延伸。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路，其中所述集成電路實現(xiàn)半橋。17. -種包括晶體管的半導(dǎo)體器件，所述晶體管位于具有第一主表面的半導(dǎo)體襯底中， 所述晶體管包括： 源極區(qū)域，所述源極區(qū)域電連接至源極端子； 漏極區(qū)域； 溝道區(qū)域； 漂移區(qū)；以及 柵極電極，所述柵極電極與所述溝道區(qū)域的至少兩側(cè)相鄰，所述柵極電極電連接至柵 極端子，所述溝道區(qū)域和所述漂移區(qū)沿著第一方向設(shè)置在所述源極區(qū)域與所述漏極區(qū)域之 間，所述第一方向與所述第一主表面平行， 所述半導(dǎo)體器件進一步包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述柵極電極下方、并且與所述 柵極電極絕緣，所述柵極電極和所述導(dǎo)電層設(shè)置于在所述第一方向上延伸的柵極溝槽中， 所述導(dǎo)電層與所述柵極端子斷開、并且與所述源極端子斷開。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，進一步包括場極板，所述場極板在所述第一主 表面處、并且與所述漂移區(qū)相鄰。19. 一種集成電路，包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件、以及第二晶體管，所述第 二晶體管包括： 第二源極區(qū)域； 第二漏極區(qū)域； 第二溝道區(qū)域； 第二漂移區(qū)； 第二柵極電極，以及 第二場極板，所述第二場極板與所述第二漂移區(qū)相鄰，所述第二溝道區(qū)域和所述第二 漂移區(qū)沿著第二方向設(shè)置在所述第二源極區(qū)域與所述第二漏極區(qū)域之間，所述第二方向相 對于所述第一主表面垂直地延伸。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，其中所述集成電路實現(xiàn)半橋。
【文檔編號】H01L29/40GK105977290SQ201610140286
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】K·科伊普, A·梅瑟, T·施勒塞爾
【申請人】英飛凌科技股份有限公司