半导体装置、集成电路和形成半导体装置的方法_4

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个与第二主表面相邻,第二主表面与第一主表面相对。然而,从附图清楚可 见,即使对应接触被设置为与第二主表面相邻,源极和漏极区域也可与第一主表面相邻。当 源极和漏极区域与第一主表面相邻时,该半导体装置实施横向半导体装置,在该横向半导 体装置中,主要沿平行于第一主表面的方向实现电流。
[0063] 图4总结根据实施例的形成半导体装置的方法。制造半导体装置的方法包括: 在具有第一主表面的半导体主体中形成晶体管。形成该晶体管包括:形成源极区域,形成 漏极区域,形成沟道区域,形成漂移区(S10),形成以电气方式连接到源极区域的源极接触 (S20),并且形成以电气方式连接到漏极区域的漏极接触(S30)。该方法还包括:在沟道区 域形成栅电极(S40)。形成沟道区域和漂移区以沿着第一方向被设置在源极区域和漏极区 域之间,第一方向平行于第一主表面,并且沟道区域被形成为具有沿着第一方向延伸的第 一脊的形状。源极接触和漏极接触之一被形成为与第一主表面相邻,源极接触和漏极接触 中的另一个被形成为与第二主表面相邻,第二主表面与第一主表面相对。
[0064] 该方法还可包括:使半导体主体变薄(S50),并且可选地在该主体的第二主表面 上方形成绝缘层(S60)。另外,该方法可包括:形成(S70)从第一主表面延伸到第二主表面 的背侧接触开口。该方法还可包括:在第一主表面中形成栅极沟槽。根据实施例,该方法包 括:在第一主表面中形成场板沟槽。
[0065] 例如,形成该晶体管的部件可包括:在半导体主体的第一主表面中形成该部件。该 方法还可包括:从第二主表面去除半导体主体的一部分以使半导体主体变薄。该半导体主 体可以是绝缘体上硅基底,并且半导体基底的所述一部分被去除以露出埋入在半导体基底 中的绝缘体层。该方法还可包括:在第二主表面上方形成绝缘体层。形成与第二主表面相 邻的源极接触或漏极接触可包括:在第二主表面中蚀刻接触沟槽。替代地,可在第一主表面 中蚀刻接触沟槽。该方法还可包括:形成从第一主表面延伸到第二主表面的背侧接触开口。 该方法还可包括:在第一主表面中形成栅极沟槽或场板沟槽。可通过联合处理方法来执行 形成栅极沟槽或形成场板沟槽。根据实施例,背侧接触开口具有比栅极沟槽或场板沟槽的 宽度和深度大的宽度和深度。
[0066] 下面的附图图解半导体装置的各种实施例,例如,以上讨论的半导体装置,该半导 体装置还包括互连元件633以实现第一主表面110和第二主表面120之间的互连。互连元 件633可被以不同方式布置。图5A中示出的半导体装置包括晶体管500,晶体管500具有 与前面附图中示出的半导体装置类似的结构。该半导体装置包括晶体管500,晶体管500包 含源极区域501、源电极502、沟道区域520、漂移区560和连接到漏电极506或包含漏电极 506的漏极区域505。源极区域和漏极区域被设置为与第一主表面相邻。沟道区域和漂移 区被设置为与第一主表面相邻。栅电极510被设置在源极和漏极区域之间。该半导体装置 还包括从第一主表面延伸到第二主表面的接触开口,第二主表面与第一主表面相对。根据 实施例,栅电极510被图解为被设置在各种栅极沟槽512中。应该注意的是,栅极沟槽512 沿相对于示出的剖视图垂直的方向延伸。仅图解包含沟槽512的结构以便指示:栅电极可 被布置在平行于示出的附图的平面延伸的这些沟槽512中。更详细地讲,栅电极可如图1A、 1B、1C和1D中所图解。以类似方式,场板沟槽552可沿平行于描绘的附图的平面的方向延 伸。包含场板的场板沟槽可分别如图1A、1B、1C和1E中所图解。
[0067] 栅电极510经栅极接触568以电气方式连接到栅极金属化530。栅极金属化530 可被设置在第一主表面110的一侧。栅极金属化530可通过前侧介电层565来与第一主表 面绝缘。该半导体装置还包括场板550,场板550被设置在场板沟槽552中。场板550包 括导电材料,该导电材料经场板接触536以电气方式连接到保持在源极电势的背侧金属化 575。
[0068] 另外,漏极区域505可通过漏极接触577来与漏极金属化532连接。漏极金属化 532可被设置在半导体主体的第一主表面110的一侧。漏极金属化532和栅极金属化530 彼此绝缘,并且可在相对于描绘的附图的平面垂直的平面中延伸。背侧金属575被设置在 半导体主体的第二主表面120的一侧。背侧金属化575可通过背侧介电层580来与第二主 表面120绝缘。源极区域502可通过源极接触567来与背侧金属化575连接。根据图5A 的实施例,该半导体装置还包括互连元件633,互连元件633提供背侧金属化575和前侧接 触531之间的连接。例如,前侧接触531可实施源极感测接触。根据图5A的实施例,互连 元件633可被布置在背侧接触开口 553中,背侧接触开口 553具有与场板沟槽552类似的 形状。
[0069] 根据这个实施例,背侧接触开口 553可被与场板沟槽552同时形成。绝缘材料(诸 如,形成场板电介质551的绝缘材料)可被形成为与背侧接触开口 553的侧壁相邻。另外, 导电材料(诸如,形成场板的导电材料)可被填充在背侧接触开口 553中。互连元件633 经背侧金属接触535连接到背侧金属化层575。另外,互连元件633经接触部分534与前侧 接触531连接。
[0070] 根据示出的实施例,设置为与漂移区560相邻的一些沟槽552、553可实施场板沟 槽552并且可仅与背侧金属化575连接,而其它沟槽553实施互连结构633并且与前侧接 触531和背侧金属化575连接。前侧接触531实施源极感测接触。在图5A中图解的实施例 中,源极区域和漏极区域被形成为与第一主表面相邻,第一主表面位于半导体装置的顶侧 的一侧。另外,栅电极510与第一主表面相邻,第一主表面位于半导体装置的前侧的一侧。
[0071] 根据另一实施例,半导体装置可翻转,以使得半导体主体的第一主表面110和与 第一主表面110相邻的各部件被设置在半导体装置的背侧。
[0072] 图5B显示对应结构。如图中所示,在形成晶体管的各部件之后,该主体翻转,以使 得第一主表面110与半导体装置的背侧相邻。因此,图5B中示出的半导体装置包括连接 到源电极502的源极区域501、沟道区域520、漂移区560和连接到漏电极506或包含漏电 极506的漏极区域505。漏电极506经金属插头507和漏极接触577连接到前侧金属部分 532,前侧金属部分532被设置在半导体装置的前侧。
[0073] 另外,源电极502经金属插头508和源极接触567以电气方式连接到保持在源极 电势的背侧金属化575。根据示出的结构,栅电极510经互连元件633与布置在半导体装置 的前侧的栅电极焊盘530连接,互连元件633跨越半导体装置从第一主表面110延伸到第 二主表面120。图5B中示出的半导体装置还包括栅极接触结构,该栅极接触结构连接栅电 极510与互连元件633。以与图5A中图解的方式类似的方式,互连元件633可被设置在具 有与场板沟槽552类似的形状的背侧接触开口 553中。背侧接触开口 553填充有绝缘材料 和导电材料。
[0074] 根据图5B中示出的实施例,一些沟槽552、553填充有用于形成场板550的导电材 料,该导电材料仅连接到背侧金属化575,而其它沟槽553内的导电材料与栅极接触530连 接,栅极接触530被设置在半导体装置的前侧。
[0075] 因此,图5A和5B中图解的半导体装置包括形成在具有第一主表面110的半导体 主体100中的晶体管500。该晶体管包括源极区域501、502、漏极区域505、506、沟道区域 520、漂移区560和位于沟道区域520的栅电极510。沟道区域520和漂移区560被沿着 第一方向设置在源极区域501、502和漏极区域505、506之间,第一方向平行于第一主表面 110。沟道区域520具有沿着第一方向延伸的第一脊的形状。该半导体装置还包含从第一 主表面110延伸到第二主表面120的背侧接触开口 553,第二主表面120与第一主表面110 相对。例如,该半导体装置还可包括位于背侧接触开口 553中的导电填料,该导电填料与相 邻半导体主体材料绝缘。
[0076] 图5C图解制造半导体装置的方法。该方法包括:在具有第一主表面的半导体主体 中形成晶体管。形成该晶体管包括:形成与第一主表面相邻的源极区域和漏极区域S100, 形成与第一主表面相邻的沟道区域和漂移区S200,并且在源极和漏极区域之间形成栅电极 S300。形成栅电极包括:在第一主表面中形成栅极沟槽。该方法还包括:形成从第一主表面 延伸到第二主表面的接触开口,第二主表面与第一主表面相对S400。
[0077] 该方法还可包括:在第一主表面中形成栅极沟槽或场板沟槽。例如,可形成栅极沟 槽512以实施具有脊的形状的沟道区域。可选地,可形成场板沟槽以实施具有脊的形状的 漂移区。可通过联合处理方法来执行形成栅极沟槽或场板沟槽和形成接触开口。接触开口 可具有比栅极沟槽或场板沟槽的宽度和深度大的宽度和深度。例如,接触开口可具有比栅 极沟槽或场板沟槽的宽度和深度大的宽度和深度。根据实施例,形成栅极沟槽或形成场板 沟槽包括以比栅极沟槽和场板沟槽高的蚀刻速度蚀刻接触开口的蚀刻方法。根据实施例, 该方法还可包括:从第二主表面去除半导体主体的一部分以使半导体主体变薄。
[0078] 例如,接触开口可具有比栅极沟槽或场板沟槽的宽度和深度大的宽度和深度。根 据实施例,形成栅极沟槽或形成场板沟槽包括以比栅极沟槽和场板沟槽高的蚀刻速度蚀刻 接触开口的蚀刻方法。根据实施例,该方法还可包括:从第二主表面去除半导体主体的一部 分以使半导体主体变薄。
[0079] 互连元件633可被设置在半导体装置或集成电路内的任意位置。例如,如上所述, 可形成一些场板沟槽552以形成互连元件633。
[0080] 根据另一实施例,包含包括各栅电极610的多个单晶体管基元的半导体装置可被 形成互连元件633的接触开口包围。图6A显示对应半导体装置。图6A中示出的半导体装 置包括连接到源电极602的源极区域601、沟道区域620、漂移区660和连接到漏电极606 的漏极区域605。栅电极610被设置在沟道区域620。栅电极610通过栅极介电层611来 与沟道区域620绝缘。另外,场板650被布置在场板沟槽652中。场板650通过场电介质 651来与漂移区660绝缘。场板650可被省略,或者可被以不同方式实施。包含多个单晶体 管基元的半导体装置被接触开口 630包围。导电填料632被设置在接触开口 630中,导电 填料632通过介电材料631来与相邻半导体材料绝缘。接触开口可从半导体装置的第一主 表面110延伸到
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