半导体器件的制作方法_2

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1的表面)和源极区31的侧表面(与第二方向相交的表面)接触。
[0051]将从第一半导体层11向第二半导体层12延伸的方向(第一方向)设定为Z轴方向。将与Z轴方向正交的一个方向设定为X轴方向(第二方向),即,栅极电极的栅长方向。将与X轴方向正交并且也与Z轴方向正交的方向设定为Y轴方向,即,栅极电极的栅极宽度方向。
[0052]源极电极61形成在源极区31上,源极电极61与源极区31电连接。例如,使得源极电极61与源极区31进行欧姆接触。
[0053]漏极区35形成在第一半导体层11上方。漏极区35的导电类型是η类型。漏极区35与源极区31和第一半导体区21在第二方向(此实施例中的X轴方向)上间隔开。在一个实施例中,漏极区35形成在第二半导体层12的前表面部分上。
[0054]在此实施例中,半导体器件100还包含源极区33 (第二源极区)。每一个第二源极区33形成在第一半导体区21。第二源极区33被布置为在第二方向(例如,X轴方向)上与源极区31平行。例如,源极区31被布置在第二源极区33与漏极区35之间。
[0055]在此实施例中,漏极区35包含第一漏极区36和第二漏极区37。第二漏极区37被提供在第一漏极区36与第一半导体层11之间。
[0056]源极区31中的η类型掺杂剂的浓度高于第二半导体层12中的η类型掺杂剂的浓度。漏极区35中的η类型掺杂剂的浓度高于第二半导体层12中的η类型掺杂剂的浓度。
[0057]第一漏极区36中的η类型掺杂剂的浓度高于第二漏极区37中的η类型掺杂剂的浓度。例如,第一半导体层11中的η类型掺杂剂的浓度低于第一漏极区36中的掺杂剂浓度,并且低于源极区31中的η类型掺杂剂的浓度。
[0058]漏极电极62形成在漏极区35上。漏极电极62与漏极区35电连接。例如,使漏极电极与漏极区35进行欧姆接触。
[0059]栅极绝缘膜51形成在源极区31与漏极区35之间的区域(例如,沟道区)上。例如,氧化硅或氮氧化硅用于形成栅极绝缘膜51。栅极电极63形成在栅极绝缘膜51上。例如,多晶硅用于形成栅极电极63。
[0060]绝缘隔离膜52被提供在源极区31与漏极区36之间。使绝缘隔离膜52与漏极区35接触。绝缘隔离膜52具有例如浅沟槽隔离(STI)结构或局部氧化硅(LOCOS)结构。例如,氧化硅用于形成绝缘隔离膜52。例如,绝缘隔离膜52形成在第一半导体层12的前表面部分上。
[0061]第三半导体区23被提供在第一半导体区21与漏极区35之间。第三半导体区的导电类型是η类型。例如,形成第三半导体区23,以便与绝缘隔离膜52的下表面(以相对的方式面对第一半导体层11的表面)和侧表面(与第二方向相交的表面)接触。例如,第三半导体区23形成漂移层。例如,第三半导体区23中的η类型掺杂剂的浓度高于第二半导体层12中的η类型掺杂剂的浓度并且低于第二漏极区中的η类型掺杂剂的浓度。
[0062]例如,夹层绝缘层53被提供在源极电极61与漏极电极62以及栅极电极63之间。
[0063]在此实施例中,第二半导体区22被提供在漏极区35与第一半导体层11之间。第二半导体区22的导电类型是P类型。例如,可以使第二半导体区22与第一半导体层11接触。
[0064]将第二半导体区22中的P类型掺杂剂的浓度设定为相对低的值。例如,第二半导体区22中的P类型掺杂剂的浓度大体上等于第二半导体层12中的η类型掺杂剂的浓度。
[0065]通常向漏极电极(源极电极62与源极电极61之间)施加高电压。例如,可能存在其中向漏极电极62施加大约1V至100V的电压的情况。由于高电压的施加,在漏极区35周围生成了强电场。可能存在其中电场达到临界场水平使得雪崩击穿发生的情况。当雪崩击穿发生时,电流突然开始在源极与漏极之间流动。将与该临界电场对应的电压值评估为半导体器件的击穿电压。
[0066]另外,当向漏极电极62施加电压时,耗尽层在第二半导体区22与第二漏极区37之间的pn结中、在第二半导体区22与第二半导体层12之间的pn结中、以及在第二半导体区22与第一半导体层11之间的pn结中扩展。例如,第二半导体区22中的掺杂剂浓度低,使得耗尽层在第二半导体区22中扩展。由于耗尽层的扩展,缓和了漏极区35周围的电场。
[0067]以此方式,在此实施例中,P类型半导体区(第二半导体区22)形成在漏极区35下方。由于该配置,促进了漏极区35周围的耗尽。缓和了由向漏极电极施加的电压而生成的电场,使得可以增强半导体器件的击穿电压。
[0068]当第二半导体区22中的P类型掺杂剂的浓度高时,可能存在其中耗尽层不充分扩展使得未增强击穿电压的情况。由于这个原因,将第二半导体区22中的P类型掺杂剂的浓度设定为大约等于第二半导体层12中的η类型掺杂剂的浓度。
[0069]当第二半导体区22与漏极区35之间的pn结边界中的p类型掺杂剂的浓度和η类型掺杂剂的浓度都高时,可能存在其中相反地生成强电场的情况。以相同的方式,当第二半导体区22与第一半导体层11之间的pn结边界中的P类型掺杂剂的浓度和η类型掺杂剂的浓度都高时,可能存在其中生成强电场的情况。由于该强电场的生成,可能存在其中降低了击穿电压的情况。
[0070]相应地,将第二半导体区22中的在第二半导体区22与第二漏极区37之间的边界区中和在第二半导体区22与第一半导体层11之间的边界区中的P类型掺杂剂的浓度设定为低的值是优选的。相应地,在第二半导体区22和第二漏极区37之间的边界位置与第二半导体区22和第一半导体层11之间的边界位置之间,沿着ζ轴方向,在第二半导体区22中,半导体器件100具有P类型掺杂剂的浓度的分布(第一分布)的最大值。由于该掺杂剂浓度,阻止pn结边界中的P类型掺杂剂的浓度变得过高、从而抑制强电场的生成是可能的。
[0071]在第二半导体区22与第二漏极区37之间的边界位置处和在第二半导体区22与第一半导体层11之间的边界位置处,第一分布可以具有多个最大值。
[0072]例如,将第一分布的最大值设定在第二半导体区22中沿着Z轴方向的中心的附近是优选的。
[0073]例如,当第一分布具有一个最大值时,将第二漏极区37和第二半导体区22之间的边界位置与第一分布的最大值的位置之间的在Z轴方向上的距离设定为如第二半导体区22沿着Z轴方向的长度的0.2或更大倍数并且0.8或更小倍数的一样大的一个值是优选的。
[0074]另一方面,例如,当第一分布具有多个最大值时,将第二漏极区37和第二半导体区22之间的边界位置与第一分布的最大值的位置之间的在Z轴方向上的距离设定为如第二半导体区22沿着Z轴方向的长度的0.1或更大倍数并且0.9或更小倍数的一样大的一个值是优选的。
[0075]例如,至于用于增强击穿电压的方法,已经知道其中将源极区与漏极区之间的距离设定为大的参考示例的半导体器件。在具有该配置的半导体器件,尽管增强了击穿电压,但是源极区与漏极区之间的区域中的电阻也变大。即,在其中向栅极电极63施加电压使得电流(导通电流)在源极电极61与漏极电极62之间流动(导通状态)的状态下,源极电极61与漏极电极62之间的电阻(导通电阻)变高。以此方式,在通过改变器件的尺寸来增强击穿电压与导通电阻之间存在权衡关系。
[0076]例如,已经知道参考示例的具有η类型DMOS结构的半导体器件,其中,用于形成漏极区和源极区的半导体区由P类型半导体区形成。即,P类型半导体区形成在参考示例的半导体器件中的漂移层下方。同样在具有该配置的参考示例的半导体器件中,当向漏极电极施加电压时,耗尽层在漏极区周围扩展。通过调整P类型半导体区中的掺杂剂浓度,可以缓和电场,从而增强击穿电压。
[0077]然而,在具有此配置的参考示例的半导体器件中,P类型半导体区形成在沿着导通电流流动的路径的附近。相应地,可能存在其中当半导体器件处于导通状态时,源极电极与漏极电极之间的电阻(导通电阻)变高的情况。例如,可能存在其中由于P类型半导体区的形成而引起的扩散层的电阻变高的情况。以此方式,例如,存在其中当通过促进耗尽来增强击穿电压时,增大(恶化)了导通电阻的权衡关系。
[0078]另一方面,在此实施例中,例如,P类型第二半导体区22形成在漏极区35与第一半导体层11之间的一部分上。在此实施例中,P类型半导体区未被提供在第三半导体区23与第一半导体层11之间。以此方式,例如,其
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