用于垂直mosfet的終端布置的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于垂直MOSFET的終端布置。器件和技術(shù)的代表性實(shí)施提供了針對(duì)晶體管結(jié)構(gòu)的終端布置。晶體管結(jié)構(gòu)的外圍可以包括具有布置為改進(jìn)晶體管在擊穿或接近擊穿時(shí)的性能的特征的凹槽區(qū)域。
【專利說(shuō)明】用于垂直MOSFET的終端布置

【背景技術(shù)】
[0001]晶體管結(jié)構(gòu)可包括在結(jié)構(gòu)有源區(qū)的一個(gè)或多個(gè)外部邊緣上的終端(terminat1n)區(qū)。在功率晶體管(諸如金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOSFET)器件)的終端區(qū)，在施加高漏極電壓下，發(fā)展高電場(chǎng)區(qū)。一旦該電場(chǎng)達(dá)到臨界水平，在高電場(chǎng)區(qū)中的晶體管材料的碰撞電離會(huì)生成大量的載流子，導(dǎo)致器件的雪崩擊穿。該雪崩過程發(fā)生時(shí)的漏極電壓為器件的擊穿電壓(BVdss)。擊穿電壓是器件的重要特征，特別是當(dāng)考慮器件的可能應(yīng)用時(shí)。
[0002]在擊穿期間發(fā)展的電場(chǎng)的空間位置和分布也是重要的。例如，在終端區(qū)包括溝槽的器件結(jié)構(gòu)中，高幅度的電場(chǎng)常常發(fā)生在溝槽的角部。該電場(chǎng)能促進(jìn)載流子注入到絕緣區(qū)附近。當(dāng)注入的載流子在絕緣區(qū)中被俘獲時(shí)，它們可以使俘獲的電荷在這些絕緣區(qū)中積累。這可以導(dǎo)致器件電學(xué)參數(shù)(例如擊穿電壓、導(dǎo)通電阻、閾值電壓等等)的漂移。它也能導(dǎo)致在該區(qū)中的絕緣材料在減少的時(shí)間內(nèi)擊穿，或縮短器件的壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種晶體管器件，其包括:包括至少一個(gè)垂直溝道晶體管單元的有源區(qū)以及電耦合到有源區(qū)的終端區(qū)；半導(dǎo)體層，其被部署在有源區(qū)和終端區(qū)處；柵極絕緣體層，其被部分地部署在垂直溝道晶體管單元的一部分上，并且被部分地部署在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的一部分上；以及場(chǎng)絕緣體層，其被部署在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的另一個(gè)部分上，并且在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的其它部分上形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種晶體管結(jié)構(gòu)，其包括:晶體管單元陣列，每個(gè)晶體管單元都具有體層、溝槽和部署在溝槽中的柵極部分；終端區(qū)，其布置在晶體管單元陣列的外圍，終端區(qū)包括凹槽槽線；場(chǎng)絕緣體部分，其被部署在終端區(qū)處的凹槽槽線上，并形成絕緣體臺(tái)階；以及半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)，其被部署在絕緣體臺(tái)階上。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的還有另一個(gè)方面，一種方法，其包括:布置晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有有源區(qū)和相鄰的終端區(qū)，終端區(qū)包括凹槽區(qū)域；在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的第一部分處形成場(chǎng)絕緣體層，以形成絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)；以及在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的相鄰的第二部分處形成柵極絕緣體層。
根據(jù)本發(fā)明的還有另一個(gè)方面，一種金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件，其包括:有源區(qū)，其包括第一多個(gè)晶體管單元，第一多個(gè)晶體管單元中的每個(gè)都具有源極區(qū)、溝槽和被部署在溝槽中的柵極結(jié)構(gòu)；終端區(qū)，其包括第二多個(gè)晶體管單元，所述第二多個(gè)晶體管單元被布置在有源區(qū)的外圍處，并且具有與第一多個(gè)晶體管單元的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元的電連接，第二多個(gè)晶體管單元的晶體管單元具有基本上等于第一多個(gè)晶體管單元的晶體管單元的寬度的寬度；深體區(qū)，其耦合到第二多個(gè)晶體管單元的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元，并位于終端區(qū)的外圍處的凹槽槽線；柵極氧化物/場(chǎng)氧化物臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其被部署在注入深體的預(yù)先選擇的部分上；以及半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)，其被部署在場(chǎng)氧化物臺(tái)階結(jié)構(gòu)和注入深體上。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]參考附圖詳細(xì)描述被陳述。在圖中，參考數(shù)字的最左邊的(多個(gè))位識(shí)別參考數(shù)字第一次出現(xiàn)所在的圖。在不同圖中的相同參考數(shù)字的使用指示類似或相同的項(xiàng)。
[0007]對(duì)本討論，在圖中圖示的器件和系統(tǒng)被示出為具有多個(gè)組件。器件和/或系統(tǒng)的各種實(shí)施，如在這里所述，可以包括更少的組件，并仍然留在本公開的范圍內(nèi)?？商鎿Q地，器件和/或系統(tǒng)的其它實(shí)施可以包括附加的組件或所述組件的各種組合，并留在本公開的范圍內(nèi)。
[0008]圖1是根據(jù)實(shí)施的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的透視圖。該示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分被示出以突出顯示晶體管結(jié)構(gòu)的邊緣處的細(xì)節(jié)。
[0009]圖2是根據(jù)實(shí)施的圖1的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的剖面視圖。
[0010]圖3是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施的在至少一個(gè)單元區(qū)內(nèi)不具有源極層的圖1的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的剖面視圖。
[0011]圖4是根據(jù)實(shí)施的包括示例柵極滑槽結(jié)構(gòu)的圖1的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的剖面視圖。
[0012]圖5是根據(jù)實(shí)施的包括示例溝道停止器結(jié)構(gòu)的圖1的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的剖面視圖。
[0013]圖6示出了根據(jù)三個(gè)類似的實(shí)施的示例晶體管結(jié)構(gòu)的一部分的三個(gè)剖面圖。這三個(gè)視圖示出了晶體管結(jié)構(gòu)的有源區(qū)中在三個(gè)不同的深度上的深體區(qū)域。
[0014]圖7根據(jù)實(shí)施示出了圖示在擊穿期間創(chuàng)建的電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)曲線圖。第一曲線圖示出了在終端區(qū)中沒有深體的電場(chǎng)，而第二曲線圖示出了在終端區(qū)具有深體的電場(chǎng)。
[0015]圖8根據(jù)實(shí)施示出了圖示電場(chǎng)等電勢(shì)線的兩個(gè)曲線圖。第一曲線圖示出了在終端區(qū)沒有深體的等電勢(shì)線，而第二曲線圖示出了在終端區(qū)具有深體的等電勢(shì)線。
[0016]圖9是根據(jù)實(shí)施的示例晶體管結(jié)構(gòu)的剖面圖，其圖示了離子注入工藝。
[0017]圖10是根據(jù)實(shí)施的圖9的示例晶體管結(jié)構(gòu)的剖面圖，其圖示了摻雜擴(kuò)散工藝。
[0018]圖11是根據(jù)實(shí)施的流程圖，其圖示了用于布置晶體管結(jié)構(gòu)的材料以修改擊穿時(shí)的電場(chǎng)的示例工藝。

【具體實(shí)施方式】
[0019]器件和技術(shù)的代表性實(shí)施提供了針對(duì)晶體管結(jié)構(gòu)的終端布置。晶體管結(jié)構(gòu)的外圍可以包括具有布置為改善晶體管在擊穿或接近擊穿時(shí)的性能的特征的凹槽區(qū)域。
[0020]在一個(gè)實(shí)施中，深體(de印body)被注入到終端區(qū)的凹槽區(qū)域，所述終端區(qū)電連接到晶體管結(jié)構(gòu)的有源區(qū)。深體影響在擊穿期間發(fā)展的電場(chǎng)，導(dǎo)致增加的擊穿電壓和/或跨越終端區(qū)內(nèi)的絕緣區(qū)的電場(chǎng)的減少。在另一個(gè)實(shí)施中，深體引起了來(lái)自半導(dǎo)體-絕緣體界面的空穴電流路徑的減少或除去。
[0021]在實(shí)施中，場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)被部署于位于終端區(qū)的凹槽區(qū)域的柵絕緣體/場(chǎng)絕緣體臺(tái)階(臺(tái)階)上。在各種其它實(shí)施中，其它結(jié)構(gòu)可以被包括到終端區(qū)中，并影響在擊穿期間發(fā)展的電場(chǎng)的位置、強(qiáng)度、分布等等。此外，在一些實(shí)施中，一個(gè)或多個(gè)深體區(qū)可以位于晶體管結(jié)構(gòu)的有源單元區(qū)中，并布置以“引導(dǎo)”電流在想要的路徑上。
[0022]用于晶體管終端的各種實(shí)施和布置在本公開中討論。參照?qǐng)D中圖示的示例垂直溝道金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件來(lái)討論技術(shù)和器件。然而，這不意圖是限制性的，而是為了討論的容易和圖示的便利。所討論的技術(shù)和器件可以應(yīng)用到各種晶體管器件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)等等(例如金屬-絕緣體-半導(dǎo)體FET (MISFET)、金屬-半導(dǎo)體FET (MESFET)、絕緣柵FET (IGFET)，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、高電子遷移率晶體管(HEMT)或(HFET)、調(diào)制摻雜FET (MOFET)等)，以及其它半導(dǎo)體器件(例如半導(dǎo)體二極管等)，并仍然留在本公開的范圍內(nèi)。為了討論的容易，通用術(shù)語(yǔ)“晶體管”這里被用于所有這樣的器件。
[0023]所公開的技術(shù)和器件的優(yōu)點(diǎn)是多樣的，并包括:1)最小化到絕緣區(qū)的載流子注入和絕緣區(qū)的載流子俘獲，從而提供器件參數(shù)的改進(jìn)的穩(wěn)定性；2)更高的器件擊穿電壓；3)減少的擊穿期間的電場(chǎng)；4)擊穿期間的電場(chǎng)的更好的分布；5)減少的跨越絕緣區(qū)的電場(chǎng)；6)對(duì)于雪崩空穴電流到體接觸的低電阻路徑；和7)改進(jìn)的器件壽命和魯棒性。所公開的技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)也可以被呈現(xiàn)。
[0024]下面通過使用多個(gè)例子來(lái)詳細(xì)解釋實(shí)施。盡管這里和下面討論的各種實(shí)施和例子，但是通過組合單獨(dú)的實(shí)施和例子的特征和元件。
示例晶體管結(jié)構(gòu)
[0025]圖1為根據(jù)實(shí)施的示例晶體管結(jié)構(gòu)100的一部分的透視圖。示例晶體管結(jié)構(gòu)100的該部分圖示了一些晶體管單元102，并突出顯示了晶體管結(jié)構(gòu)100的邊緣處的細(xì)節(jié)。在這里描述的關(guān)于晶體管結(jié)構(gòu)100的技術(shù)、組件和器件并不限于圖1中的圖示，并可以應(yīng)用到其它晶體管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而不離開本公開的范圍。在一些情況下，附加的或可替換的組件可以用來(lái)實(shí)施在這里描述的技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，晶體管結(jié)構(gòu)100可以被實(shí)施為獨(dú)立的器件，或者可以被實(shí)施為另一個(gè)系統(tǒng)(例如與其它組件、系統(tǒng)等集成)的一部分。
[0026]圖1中圖示的晶體管結(jié)構(gòu)100被示出并描述為包括晶體管“單元” 102。示例單元102由虛線輪廓?jiǎng)澖?，并被認(rèn)為包含單個(gè)晶體管的大部分或全部組件。例如，單元102可以包括源極區(qū)104、第一漏極區(qū)106、柵極結(jié)構(gòu)108、半導(dǎo)體層112 (也被稱為塊(mass)、體(bulk)、第二漏極區(qū)等)、和體層114 (例如溝道形成層等)，并可作為晶體管操作。然而，在一些實(shí)施中，如下所述，單元102可以不包括單個(gè)晶體管的全部組件。例如，在一些情況下，單元102可以不具有源極區(qū)104和可以不是可操作的晶體管。這種沒有源極區(qū)104的單元102仍然可包括在特定操作條件下可操作的p-n結(jié)二極管。在可替換的實(shí)施中，單元102可以包括可替換的或附加的組件，或可以具有不同的邊界。
[0027]晶體管結(jié)構(gòu)100可以包含一個(gè)單元102或多個(gè)單元102。在一些實(shí)施中，多個(gè)單元102可以在一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)100中一起使用，以最小化成本和管芯面積，同時(shí)最大化晶體管結(jié)構(gòu)100的溝道密度。在各種實(shí)施中，晶體管結(jié)構(gòu)100可以包括布置成排、陣列等等的多個(gè)單元102。因此，單元102可以具有各種形狀，包括條形、多邊形等等。在一些實(shí)施中，單元102可以具有不規(guī)則形狀。
[0028]圖2是根據(jù)實(shí)施的圖1的示例晶體管結(jié)構(gòu)100的一部分的剖面視圖。為了討論的清晰和容易，并不是圖1中所有的組件都在圖2中圖示。如圖2所示，晶體管結(jié)構(gòu)100可以關(guān)于有源區(qū)202和終端區(qū)204被討論。如圖2所圖示的有源區(qū)202和終端區(qū)204的勾畫為了討論的目的被一般化。在各種實(shí)施中，有源區(qū)202和/或終端區(qū)204可以包括更多或更少的晶體管結(jié)構(gòu)100。此外，區(qū)(202、204)可以在一個(gè)或多個(gè)位置重疊。
[0029]在一個(gè)實(shí)施中，終端區(qū)204被布置在晶體管單元102的陣列的外圍。例如，終端區(qū)204可以位于晶體管結(jié)構(gòu)100的邊緣，如下面進(jìn)一步所討論。在可替換的實(shí)施中，終端區(qū)204可以位于朝向晶體管結(jié)構(gòu)100或單元102的陣列的內(nèi)部或中心。例如，感測(cè)器件等等可以位于晶體管單元102的陣列的中間，而終端區(qū)204可以位于感測(cè)器件和晶體管單元102之間。
[0030]在實(shí)施中，終端區(qū)204電耦合到有源區(qū)202。在實(shí)施中，終端區(qū)204經(jīng)由源極總線(諸如例如源極總線結(jié)構(gòu)118之類)以及通過半導(dǎo)體層112電耦合到有源區(qū)202。
[0031]如圖1和圖2所示，晶體管結(jié)構(gòu)100可包括一個(gè)或多個(gè)柵極溝槽110。在各種實(shí)施中，柵極溝槽110可以被刻蝕、壓印(imprint)、或另外切割進(jìn)入晶體管結(jié)構(gòu)100的一層或多層。在實(shí)施中，柵極結(jié)構(gòu)108可以部署(例如掩埋、開溝槽、嵌入等)在柵極溝槽110中。在各種實(shí)施中，柵極溝槽110和/或柵極結(jié)構(gòu)108可以具有不同的形狀和尺寸。在一些實(shí)施中，柵極溝槽110和/或柵極結(jié)構(gòu)108的形狀和尺寸可以影響在電流流動(dòng)期間發(fā)展的電場(chǎng)的形狀和強(qiáng)度。附加地或可替換地，柵極溝槽110相對(duì)于晶體管結(jié)構(gòu)100的體或晶體管結(jié)構(gòu)100的元件的深度可以影響在電流流動(dòng)期間發(fā)展的電場(chǎng)的形狀和強(qiáng)度。柵極結(jié)構(gòu)108可以由多晶硅或可替換的導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料形成。
[0032]在一個(gè)實(shí)施中，有源區(qū)202包括一個(gè)或多個(gè)有源晶體管單元102。例如，有源區(qū)202可以包括一個(gè)或多個(gè)垂直溝道晶體管單元102，其中柵極結(jié)構(gòu)108嵌入到溝槽110中，其中單元包括源極區(qū)104，并且其中單元102用作晶體管。在一個(gè)實(shí)施中，有源區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)被溝槽110分隔開的臺(tái)面(例如堆、臺(tái)地等)。在各種實(shí)施中，臺(tái)面包括單元102。
[0033]在一個(gè)實(shí)施中，晶體管結(jié)構(gòu)100包括了包括第一多個(gè)晶體管單元或臺(tái)面的有源區(qū)202。第一多個(gè)晶體管單元中的每個(gè)都具有有源極區(qū)104、溝槽110和部署在溝槽110中的柵極結(jié)構(gòu)108。在另一個(gè)實(shí)施例中，晶體管結(jié)構(gòu)100包括了包括第二多個(gè)晶體管單元或臺(tái)面的終端區(qū)204。第二多個(gè)晶體管單元布置在有源區(qū)202的外圍，并與第一多個(gè)晶體管單元的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元有電連接。在一個(gè)實(shí)施中，第二多個(gè)晶體管單元的晶體管單元具有基本上等于第一多個(gè)晶體管單元的晶體管單元的寬度的寬度。
[0034]如圖2所示，在實(shí)施中，晶體管結(jié)構(gòu)100可以包括部署在有源區(qū)202和終端區(qū)204的部分上的源極層104。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，晶體管結(jié)構(gòu)100可以包括部署在有源區(qū)202的部分上的源極層104，但是終端區(qū)204可能沒有源極層104。例如，晶體管單元102中的一個(gè)或多個(gè)可以沒有源極區(qū)104。在這種實(shí)施中，不具有源極層104的晶體管單元102并不是有效單元。因此，終端區(qū)204可以包含有效單元和/或無(wú)效單元。有效單元包含溝道區(qū)，其可以通過在柵極結(jié)構(gòu)108上施加電壓來(lái)切換到導(dǎo)通或低阻狀態(tài)。無(wú)效單元并不能通過在柵極結(jié)構(gòu)108上施加電壓來(lái)切換到低阻狀態(tài)，但是在其它操作條件下(諸如例如器件的雪崩擊穿、或在反極性條件下操作)仍然可以傳導(dǎo)電流。
[0035]如圖1所示，晶體管結(jié)構(gòu)100也可以包括半導(dǎo)體層112、摻雜體層114、絕緣層116和源極接觸結(jié)構(gòu)118。在各種實(shí)施中，柵極溝槽110可以開溝槽到體層114中，并可以部分延伸到半導(dǎo)體層112中。在一個(gè)實(shí)施中，用于源極接觸結(jié)構(gòu)118的接觸區(qū)由臺(tái)面表面中的凹槽形成。在一個(gè)例子中，凹槽穿透源極層104和體層114，如圖2所示。在另一個(gè)實(shí)施中，接觸結(jié)構(gòu)118可以由到臺(tái)面的表面的接觸形成，該表面具有包含源極層104的第一一個(gè)或多個(gè)部分以及在其中體層114延伸到所述表面的第二一個(gè)或多個(gè)部分。
[0036]在各種實(shí)施中，例如半導(dǎo)體層112可以包括P型或η型半導(dǎo)體材料。在該實(shí)施例中，源極104和漏極106可以包括相同類型(但是相反極性)的半導(dǎo)體材料，而體層114可以包括相反類型(和相反極性)的半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體區(qū)域可以例如包括硅、鍺、碳化硅、氮化鎵或具有半導(dǎo)體性質(zhì)的另一個(gè)材料的區(qū)。在一些實(shí)施中，源極接觸結(jié)構(gòu)118和柵極結(jié)構(gòu)108是導(dǎo)電材料，諸如例如金屬。在其它實(shí)施中，柵極結(jié)構(gòu)108可以包括導(dǎo)電的多晶硅材料。因此，絕緣層116包括絕緣材料，諸如氧化硅、二氧化硅、氮氧化硅、或一些其它電絕緣材料。
示例終端布置
[0037]在各種實(shí)施中，晶體管結(jié)構(gòu)100可以被設(shè)計(jì)，使得對(duì)于給定的漏極電壓，電場(chǎng)是減少的(導(dǎo)致更高的擊穿電壓)，和/或使得電場(chǎng)被分布以最小化跨越晶體管結(jié)構(gòu)100的絕緣區(qū)的電場(chǎng)。附加地或可替換地，雪崩空穴電流的流動(dòng)可以設(shè)計(jì)成跟隨低電阻路徑到體接觸，并且到體接觸的空穴電流和到漏極接觸的電子流動(dòng)中的一個(gè)或兩者被引導(dǎo)，以避免朝向絕緣區(qū)指引的高電場(chǎng)區(qū)。這種引導(dǎo)能最小化到絕緣區(qū)的載流子注入和絕緣區(qū)的載流子俘獲。
[0038]在高施加的漏極偏壓下，控制電場(chǎng)的幅度和/或形狀的設(shè)計(jì)可以包括晶體管結(jié)構(gòu)100的終端區(qū)204中的終端布置。這可以包括在終端區(qū)204中的結(jié)構(gòu)、材料、幾何形狀等等的使用，諸如注入結(jié)和/或在包含溝槽的器件中的溝槽角區(qū)的圓化(rounding)。例如，一個(gè)實(shí)施包括連接到一個(gè)或多個(gè)最外面的臺(tái)面的邊緣的深體區(qū)。
[0039]如圖1和圖2中所見以及下面進(jìn)一步所討論，在具有溝槽的一些實(shí)施中，可以使用包括最外面溝槽的外面的植入?yún)^(qū)的終端布置。例如，終端區(qū)204的半(多個(gè))導(dǎo)體材料可以被刻蝕到與有源單元區(qū)202中的溝槽相同或類似的深度。這能創(chuàng)建出沒有p-n結(jié)的基本上平面的終端區(qū)204。在可替換實(shí)施中，終端區(qū)204具有半導(dǎo)體表面，該半導(dǎo)體表面比有源區(qū)202內(nèi)的單元102中的源極體結(jié)和/或溝道區(qū)的中部和/或體漏極結(jié)位于更深。在一個(gè)實(shí)施中，終端區(qū)域204具有半導(dǎo)體表面(例如邊緣溝槽)，該半導(dǎo)體表面與有源區(qū)202中的溝槽110相比被開凹槽到更深的深度。
[0040]示例終端布置參考圖1和圖2被描述。如圖1和圖2所示，晶體管結(jié)構(gòu)100在晶體管結(jié)構(gòu)100的外圍或一個(gè)或多個(gè)邊緣可以具有終端布置。該終端布置可以是在晶體管結(jié)構(gòu)100的有源區(qū)202的一個(gè)或多個(gè)外面邊緣上的終端區(qū)204的一部分。在一些實(shí)施中，終端布置可以限定晶體管結(jié)構(gòu)100的(多個(gè))外面邊緣。在可替換實(shí)施中，終端布置可以位于晶體管結(jié)構(gòu)100的(多個(gè))內(nèi)部或中間部分內(nèi)，如前所述。例如，終端布置可以將晶體管結(jié)構(gòu)100與諸如傳感器、無(wú)源組件、另外的晶體管結(jié)構(gòu)、微電機(jī)結(jié)構(gòu)(MEMS)等等之類的其它結(jié)構(gòu)分隔開，從而提供晶體管單元102和位于晶體管結(jié)構(gòu)100的內(nèi)部部分內(nèi)的(多個(gè))其它器件之間的區(qū)域。在各種實(shí)施中，終端布置可以包括在晶體管結(jié)構(gòu)100的一個(gè)或多個(gè)外面邊緣或者在晶體管結(jié)構(gòu)100的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部區(qū)內(nèi)的結(jié)構(gòu)、材料、幾何形狀等等。
[0041]一般地，半導(dǎo)體層112從有源區(qū)202延伸到終端區(qū)204。在一個(gè)實(shí)施中，終端區(qū)204包括凹槽部分或凹槽槽線(trough)。凹槽部分可以描述為向晶體管結(jié)構(gòu)100的邊緣延伸的邊緣溝槽。在一個(gè)實(shí)施中，邊緣溝槽延伸到晶體管結(jié)構(gòu)位于的芯片的邊緣。
[0042]一般地，體層114部署在有源區(qū)202中的半導(dǎo)體層112的上表面上。在一個(gè)實(shí)施中，體層114從有源區(qū)202延伸到終端區(qū)204的凹槽部分，形成嵌入部分或深體120，其被布置用于電場(chǎng)保護(hù)和/或雪崩電流路徑工程。在各種實(shí)施中，在終端區(qū)204中的深體120與在終端區(qū)204的至少一個(gè)臺(tái)面和/或在有源區(qū)202的至少一個(gè)臺(tái)面直接電接觸。
[0043]在可替換的實(shí)施中，與深體區(qū)120相鄰的在終端區(qū)204的臺(tái)面可以制作成具有或不具有有源源極區(qū)104。除去有源區(qū)104可以導(dǎo)致除去最外面臺(tái)面中的寄生雙極晶體管，并且這能增加最外面臺(tái)面的雪崩電流能力。在另一個(gè)實(shí)施中，最外面臺(tái)面或單元102 (在終端區(qū)204中)可以具有與相鄰有源區(qū)域臺(tái)面或單元102(在有源區(qū)202中)相同的寬度。在該實(shí)施中，最外面臺(tái)面或單元102并不需要具有增加的寬度來(lái)并入在這里所述的終端特征。
[0044]在實(shí)施中，深體120與在終端區(qū)204的邊緣處的單元102的體層114臨近。在另一個(gè)實(shí)施中，深體120出現(xiàn)在一些邊緣單元102中。例如，數(shù)個(gè)邊緣單元102或臺(tái)面可以包括相鄰的深體區(qū)120。在一個(gè)例子中，深體120形成為一個(gè)或多個(gè)邊緣臺(tái)面的整體部分。在實(shí)施中，深體區(qū)120耦合到上面討論的第二多個(gè)晶體管單元(例如在終端區(qū)204)的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元102，并位于終端區(qū)204的外圍處的凹槽槽線處。
[0045]深體120被稱為“深體”，基于深體120傾向于位于晶體管結(jié)構(gòu)100的深處。例如，在一個(gè)實(shí)施中，深體120穿透半導(dǎo)體層112到比(多個(gè))溝槽110的深度更大的深度。在各種實(shí)施中，深體120與位于深處的柵極絕緣體/場(chǎng)絕緣體轉(zhuǎn)變區(qū)域相鄰，如下面所討論。
[0046]在一個(gè)實(shí)施中，如圖2所示，深體120耦合到晶體管單元陣列的外圍處的至少一個(gè)晶體管單元102。例如，深體區(qū)120通過出現(xiàn)在最外面臺(tái)面或單元102上的接觸結(jié)構(gòu)電連接。因而，在一些實(shí)施中，深體區(qū)120形成為邊緣臺(tái)面的整體部分，并且深體120并不需要分開的接觸。
[0047]在一個(gè)實(shí)施中，場(chǎng)絕緣體層部分地部署在終端區(qū)204的凹槽部分上(例如在深體120處)，以及部分地部署在終端區(qū)204中的半導(dǎo)體層112上，從而形成了絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)122。例如，結(jié)果是部署在注入深體120的預(yù)先選擇的部分上的絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)122。因而，在各種實(shí)施中，深體在終端區(qū)204中至少延伸到絕緣體臺(tái)階122。
[0048]參照?qǐng)D1和圖2，在一個(gè)實(shí)施中，薄柵極絕緣體124的層部分地形成在晶體管單元102的部分上，并且部分地形成在終端區(qū)204中的半導(dǎo)體層112的部分上。在實(shí)施中，薄柵極絕緣體124的層具有與有源區(qū)202中的柵極絕緣體相同的厚度，從而使(多個(gè))開溝槽的柵極結(jié)構(gòu)108絕緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，薄絕緣體區(qū)124比有源區(qū)202中的溝槽寬度更寬。在另外的實(shí)施中，薄絕緣體區(qū)124比臺(tái)面?zhèn)缺诤颓懈钸M(jìn)入臺(tái)面頂表面以容納源極接觸118的接觸凹槽之間的間隔更寬。在實(shí)施中，薄絕緣體區(qū)124延伸至芯片的邊緣。在另一個(gè)實(shí)施中，深體區(qū)120從邊緣臺(tái)面延伸的距離大于或等于柵極絕緣體區(qū)124的寬度。
[0049]在實(shí)施中，場(chǎng)絕緣體層122和柵極絕緣體層124在終端區(qū)204中在場(chǎng)絕緣體/柵極絕緣體結(jié)處相會(huì)。在實(shí)施中，該結(jié)包括絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)。在各種實(shí)施中，場(chǎng)絕緣體層122和/或柵極絕緣體層124包括絕緣材料，諸如氧化硅、二氧化硅、氮氧化硅或一些其它電絕緣材料。
[0050]在如圖1和圖2所示的實(shí)施中，晶體管結(jié)構(gòu)100包括在終端區(qū)204中覆蓋柵極絕緣體層124和場(chǎng)絕緣體層122的半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126。場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126可以覆蓋絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)122和深體120的一部分或全部。在實(shí)施中，薄絕緣體層124被形成在場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126和深體120之間。
[0051]在一個(gè)實(shí)施中，場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126由與柵極結(jié)構(gòu)108相同或類似的多晶硅材料形成。在一個(gè)例子中，在終端區(qū)204中的場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126的多晶硅與單元區(qū)102中的柵極結(jié)構(gòu)108多晶硅鄰近。在這樣的實(shí)施中，不另外需要到場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126的電連接。在可替換的實(shí)施中，場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126由導(dǎo)電或半導(dǎo)電的另一種材料形成。
[0052]在各種實(shí)施中，附加的或可替換的組件可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)公開的終端技術(shù)和布置。
示例實(shí)施
[0053]圖4是根據(jù)實(shí)施的包括示例柵極滑槽結(jié)構(gòu)402的示例晶體管結(jié)構(gòu)100的一部分的剖面視圖。例如，在實(shí)施中，終端區(qū)204包括在場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126區(qū)外面的終端區(qū)204處覆蓋凹槽槽線的半導(dǎo)體柵極滑槽結(jié)構(gòu)402。在一個(gè)實(shí)施中，制作更寬的終端區(qū)204以容納柵極滑槽結(jié)構(gòu)402。
[0054]在實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402有助于將施加到晶體管結(jié)構(gòu)100的柵極偏壓連接到有源晶體管區(qū)202中的柵極結(jié)構(gòu)108(例如，類似于總線)。在一些實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402減少晶體管結(jié)構(gòu)100的柵極阻抗，這能增加器件的開關(guān)速度。在一些實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402減少在有源晶體管區(qū)202中的各種溝槽中的柵極結(jié)構(gòu)108處出現(xiàn)的柵極偏壓的空間變化。
[0055]在各種實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402包括導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402包括與場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126相同的材料。柵極滑槽結(jié)構(gòu)402可以位于晶體管結(jié)構(gòu)100的一個(gè)或更多邊緣處。在一個(gè)實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402位于所有或?qū)⒔械木w管結(jié)構(gòu)100的外圍周圍。
[0056]在實(shí)施中，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402經(jīng)由端子404耦合到電壓源。在一些實(shí)施中，終端404耦合到針對(duì)晶體管結(jié)構(gòu)100的柵極結(jié)構(gòu)108。在可替換的實(shí)施中，柵極滑槽402經(jīng)由端子404耦合到另一個(gè)電勢(shì)。在各種實(shí)施中，端子404可以包括金屬，從而減少終端404的阻抗，或者它可以包括另一種導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料。
[0057]如圖4所示，柵極滑槽結(jié)構(gòu)402可以通過絕緣材料(諸如例如氧化物)與半導(dǎo)體層112絕緣。在一個(gè)實(shí)施中，在122的場(chǎng)絕緣體延伸到柵極滑槽402區(qū)域，并使柵極滑槽結(jié)構(gòu)402與半導(dǎo)體層112絕緣。
[0058]圖5是根據(jù)實(shí)施的包括示例溝道停止器(stopper)或保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)502的示例晶體管結(jié)構(gòu)100的一部分的剖面視圖。例如，在實(shí)施中，終端區(qū)204包括部署在終端區(qū)204的外圍的半導(dǎo)體溝道停止器結(jié)構(gòu)502。在一個(gè)實(shí)施中，制作較寬的終端區(qū)204以容納溝道停止器結(jié)構(gòu)502。
[0059]在實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502有助于調(diào)整區(qū)域506的附近(例如，在晶體管結(jié)構(gòu)100的邊緣附近)的電場(chǎng)的大小、形狀或位置。在一些實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502防止了在終端區(qū)204中的半導(dǎo)體層112的表面形成導(dǎo)電溝道，共而禁止不想要的電流的流動(dòng)。
[0060]在各種實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502包括導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料或者其組合。在一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)區(qū)506包括與場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)126相同的材料。溝道停止器結(jié)構(gòu)502可以位于晶體管結(jié)構(gòu)100的一個(gè)或多個(gè)邊緣處。在一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502位于所有或?qū)⒔械木w管結(jié)構(gòu)100的外圍周圍。
[0061 ] 在實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502經(jīng)由端子504耦合到電壓源。在一些實(shí)施中，端子504耦合到晶體管結(jié)構(gòu)100的漏極區(qū)106。如圖5所示，這種到漏極區(qū)106的連接可以通過到絕緣區(qū)122中的缺口處的半導(dǎo)體層112的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。與半導(dǎo)體層112的接觸使溝道停止器結(jié)構(gòu)502達(dá)到與半導(dǎo)體層112相同的電勢(shì)，并禁止在終端區(qū)204中的晶體管結(jié)構(gòu)100的表面處或其附近的泄露電流的流動(dòng)。在可替換的實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502經(jīng)由端子504耦合到另一個(gè)電勢(shì)。
[0062]在一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502可以是位于深處的溝道停止器結(jié)構(gòu)502，在比晶體管結(jié)構(gòu)100的有源區(qū)202的臺(tái)面的表面更深的點(diǎn)處耦合到半導(dǎo)體層112。在另一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502在與終端區(qū)204的凹槽區(qū)域(即溝槽，槽線等)一樣深的點(diǎn)處耦合到半導(dǎo)體層112。
[0063]在另一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502在晶體管結(jié)構(gòu)100的終端區(qū)204中與柵極滑槽結(jié)構(gòu)402 —起被使用。例如，在一個(gè)實(shí)施中，溝道停止器結(jié)構(gòu)502完全或部分地圍繞柵極滑槽結(jié)構(gòu)402。
[0064]圖6示出了根據(jù)三個(gè)類似的實(shí)施的示例晶體管結(jié)構(gòu)100的一部分的三個(gè)剖面視圖。這三個(gè)視圖(八、8和0示出了在晶體管結(jié)構(gòu)的有源區(qū)202中在三個(gè)不同的深度處的深體區(qū)域602。該實(shí)施例將終端區(qū)204中的深體區(qū)120與跨越器件的有源區(qū)202分布的一個(gè)或多個(gè)附加的深體區(qū)602組合起來(lái)。這些另外的深體區(qū)602可以具有A)比終端深體區(qū)120更淺的深度；B)與終端深體區(qū)120基本上相等的深度；或C)比終端深體區(qū)120更深的深度?？梢元?dú)立地選擇單元102中的深體602、終端區(qū)204中的深體120和有源區(qū)柵極溝槽110的深度的相對(duì)深度，來(lái)優(yōu)化器件的性能。
[0065]在實(shí)施中，一個(gè)或多個(gè)深體部分602布置成在有源區(qū)202的預(yù)先選擇位置穿透半導(dǎo)體層112。例如，如圖6所示，深體部分602可以位于柵極溝槽110區(qū)域之間?？梢圆贾靡粋€(gè)或多個(gè)深體部分602，來(lái)在操作期間、在擊穿期間等等指引電流流動(dòng)在預(yù)先選擇的位置處穿過半導(dǎo)體層112。
[0066]如圖6所示，在A)，實(shí)施例可以包括終端區(qū)204中的深體區(qū)120，其比柵極溝槽110穿透半導(dǎo)體層112更深，其比有源區(qū)202的標(biāo)準(zhǔn)單元102中的一個(gè)或多個(gè)深體602區(qū)更深。
[0067]如圖6所示，在B)，實(shí)施可以包括終端區(qū)204中的深體區(qū)120，其在與有源區(qū)202的標(biāo)準(zhǔn)單元102中的一個(gè)或多個(gè)深體區(qū)602基本上相同的深度處穿透半導(dǎo)體層112，并且二者都比柵極溝槽110更深。
[0068]如圖6所示，在C)，實(shí)施可以包括終端區(qū)204中的深體區(qū)120，其比柵極溝槽110穿透半導(dǎo)體層112更深，并且包括有源區(qū)202的標(biāo)準(zhǔn)單元102中的一個(gè)或多個(gè)深體區(qū)602，其比終端區(qū)204中的深體區(qū)120穿透半導(dǎo)體體更深。
[0069]附加的實(shí)施可以包括柵極滑槽結(jié)構(gòu)402、溝道停止器結(jié)構(gòu)502、有源區(qū)202中的深體區(qū)602 (具有變化的深度)和終端區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)深體區(qū)120的組合。在一個(gè)實(shí)例中，不具有彼此相同的深度的數(shù)個(gè)深體區(qū)602被實(shí)施在晶體管結(jié)構(gòu)100處。因而，在操作和/或擊穿期間，為了晶體管結(jié)構(gòu)100的想要的性能特征，可以設(shè)計(jì)或建造所討論的特征的組合。
示例電場(chǎng)調(diào)整
[0070]圖7示出了根據(jù)實(shí)施圖示了在擊穿期間創(chuàng)建的電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)曲線圖(A和B)。曲線圖圖示了晶體管結(jié)構(gòu)100的終端區(qū)204在凹槽(即溝槽)區(qū)域的部分。在A)的第一曲線圖示出了終端區(qū)204中不具有深體120時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度，而在B)的第二曲線圖示出了終端區(qū)204中具有深體120時(shí)的電場(chǎng)。
[0071]參照?qǐng)D7，在A)，通過陰影和輪廓區(qū)域示出了電場(chǎng)強(qiáng)度。沒有深體區(qū)120時(shí)，在柵極絕緣體層124具有高電場(chǎng)強(qiáng)度。在與柵極絕緣體相鄰的半導(dǎo)體層112中的最高場(chǎng)強(qiáng)度在702。在這個(gè)位置處的高電場(chǎng)強(qiáng)度能使載流子被注入到柵極絕緣體124，從而危害材料的絕緣性質(zhì)，并改變晶體管結(jié)構(gòu)100的操作參數(shù)。例如，注入的載流子可能在柵極絕緣體區(qū)124中被俘獲，并引起擊穿電壓、導(dǎo)通電阻、閾值電壓等等的改變。它也能導(dǎo)致此區(qū)中的絕緣體的減少的擊穿時(shí)間，或者縮短器件的壽命。
[0072]參照?qǐng)D7，在B)，在實(shí)施中，選擇深體區(qū)120 (圖中在場(chǎng)平板126下面的區(qū)域)中的摻雜分布圖，使得在擊穿電壓(BVdss)，在該深體區(qū)120中在704 (最高的電場(chǎng)強(qiáng)度)處的空間電荷區(qū)完全位于終端區(qū)204處的絕緣體臺(tái)階122附近的凹槽硅表面(在柵極絕緣體區(qū)124的表面下面)下面。這減少了跨越使漏極和柵極絕緣的附近的絕緣體區(qū)的電場(chǎng)。另外，這使得在終端區(qū)204中生成的雪崩空穴電流沿著從該絕緣體區(qū)124中除去的路徑流動(dòng)到體接觸。在各種實(shí)施中，這導(dǎo)致了在重復(fù)雪崩條件下器件電學(xué)特性的改進(jìn)的穩(wěn)定性，并改進(jìn)了器件的壽命。在終端區(qū)204中在124處跨越柵極絕緣體的電場(chǎng)的減少也能改進(jìn)器件的魯棒性和對(duì)于缺陷誘導(dǎo)的缺點(diǎn)的恢復(fù)能力。
[0073]圖8示出了根據(jù)實(shí)施的圖示了電場(chǎng)等電勢(shì)線的兩個(gè)曲線圖(C和D)。第一曲線圖C)示出了在終端區(qū)204沒有深體120的電勢(shì)線，而第二曲線圖D)示出了在終端區(qū)204具有深體120的電勢(shì)線。
[0074]參照?qǐng)D8，在C)，陰影線表示等電勢(shì)的點(diǎn)。具有更緊密間隔的等電勢(shì)線的區(qū)指示了具有高電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)。沒有深體區(qū)120時(shí)，在靠近在那個(gè)位置處的柵極絕緣體124的在802的溝槽角部周圍，示出有等電勢(shì)線的急劇的聚集(sharp crowding)。
[0075]參照?qǐng)D8，在D)，在實(shí)施中，深體區(qū)120的形狀、位置和/或摻雜分布圖被用來(lái)將峰值電場(chǎng)的位置(如由等電勢(shì)線的聚集所指示在804處)從邊緣臺(tái)面角部轉(zhuǎn)移出去，導(dǎo)致跨越整個(gè)區(qū)域的雪崩電流的均勻分布。具有深體區(qū)120時(shí)，在靠近柵極絕緣體124的溝槽角部周圍，存在等電勢(shì)線的更平滑的曲率。
示例終端布置形成
[0076]在各種實(shí)施中，可以以幾種方式來(lái)將深體區(qū)120引入到晶體管結(jié)構(gòu)100中。在一個(gè)實(shí)施中，在溝槽刻蝕前通過高能注入形成深體。在另一個(gè)實(shí)施中，在溝槽刻蝕已經(jīng)發(fā)生后，通過注入形成深體。這可以包括例如掩膜和傾斜。在另外的實(shí)施中，掩膜高能注入可以用于工藝的開始，在形成溝槽和臺(tái)面之前。在另一個(gè)實(shí)施中，在形成溝槽和臺(tái)面之后可以使用掩膜低能注入。
[0077]在另外的實(shí)施中，在形成溝槽和臺(tái)面之后，可以通過使用掩膜注入連同對(duì)終端絕緣體中的臺(tái)階(即例如絕緣體臺(tái)階122)的自對(duì)準(zhǔn)來(lái)形成深體120。在另一個(gè)實(shí)施中，在形成溝槽和臺(tái)面之后，可以通過使用雙模式或四模式下的掩膜傾斜注入來(lái)形成深體120。在可替換的實(shí)施中，在形成溝槽和臺(tái)面之后，通過使用雙模式或四模式注入下的掩膜傾斜注入連同對(duì)終端絕緣中的臺(tái)階的自對(duì)準(zhǔn)(即例如絕緣體臺(tái)階122)來(lái)形成深體120。
[0078]參照?qǐng)D9和圖10，在一個(gè)實(shí)施中，可以通過使用離子注入902來(lái)形成深體120。在一個(gè)例子中，溝槽在硅層112內(nèi)形成，并且在有源區(qū)202的邊緣處的終端區(qū)204中形成厚的場(chǎng)絕緣體區(qū)122 (例如，例如100-500nm)。半導(dǎo)體層112的剩余部分可以沒有絕緣體，或可以被薄絕緣體124覆蓋。晶體管單元102的源極區(qū)104和體區(qū)114可以在深體120注入之前或之后形成。
[0079]在一個(gè)實(shí)施中，光刻被用來(lái)定義抗蝕劑掩膜904，從而防止離子注入902進(jìn)入晶體管結(jié)構(gòu)100的有源區(qū)202。離子注入的能量不足以穿透場(chǎng)絕緣體122或光刻膠904。在實(shí)施中，選擇深體注入能量足夠高以穿透薄絕緣體124(如果存在的話)，并且不足夠高以穿透厚(場(chǎng))絕緣體122。
[0080]經(jīng)由離子注入902來(lái)注入深體120，并且硅122中最終得到的摻雜分布圖自對(duì)準(zhǔn)到場(chǎng)絕緣體122，因?yàn)閳?chǎng)絕緣體122在注入期間充當(dāng)掩膜。因此，深體120在摻雜期間自對(duì)準(zhǔn)到場(chǎng)絕緣體122邊緣。
[0081]圖10根據(jù)實(shí)施圖示了摻雜擴(kuò)散工藝。在一個(gè)實(shí)施中，在隨后的工藝步驟期間，自對(duì)準(zhǔn)深體120進(jìn)一步摻雜擴(kuò)散到硅層112中。例如，在晶圓的隨后處理期間，深體120會(huì)垂直和水平地?cái)U(kuò)散到半導(dǎo)體層112中，導(dǎo)致最終的深體區(qū)120以受控的量從絕緣體臺(tái)階122下面露出。
[0082]可以以數(shù)種方式來(lái)形成在終端區(qū)204中的絕緣體結(jié)構(gòu)。例如，在一個(gè)實(shí)施中，厚場(chǎng)絕緣體跨越終端區(qū)204的寬度形成，然后在臺(tái)面區(qū)中和周圍除去場(chǎng)絕緣體的一部分?？梢岳缤ㄟ^沉積或通過熱氧化來(lái)在臺(tái)面區(qū)周圍形成柵極絕緣體。
代表性的工藝
[0083]圖11是用于布置晶體管結(jié)構(gòu)(諸如晶體管結(jié)構(gòu)100)中的材料以修改擊穿時(shí)的電場(chǎng)的代表性工藝1100。換句話說(shuō)，根據(jù)實(shí)施，工藝1100描述了形成終端布置。示例工藝1100包括在晶體管結(jié)構(gòu)的終端區(qū)(諸如終端區(qū)204)中布置材料、結(jié)構(gòu)、幾何形狀等等。在各種實(shí)施中，終端區(qū)包括凹槽區(qū)域或槽線。深體(諸如深體120)可以被嵌入在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處。工藝1100參照?qǐng)D1-10被描述。
[0084]描述工藝的順序并不意圖被理解為限制，并且任意數(shù)目的所述工藝框都能以任意順序被組合，來(lái)實(shí)施該工藝或可替換的工藝。附加地，單獨(dú)的框可以從工藝中刪除，而并不離開在這里所述主題的精神和范圍。此外，工藝可以以任何合適的材料或者其組合來(lái)實(shí)施，而并不離開在這里所述主題的范圍。
[0085]在框1102處，工藝包括布置晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層(諸如半導(dǎo)體層112)。在實(shí)施中，半導(dǎo)體層具有有源區(qū)(諸如有源區(qū)202)和相鄰的終端區(qū)(諸如終端區(qū)204)。在一個(gè)實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括除去有源區(qū)處的半導(dǎo)體層的一部分，以形成一個(gè)或多個(gè)柵極溝槽(例如溝槽110)。在一個(gè)例子中，柵極溝槽穿透半導(dǎo)體層到基本上等于終端區(qū)的深度的深度。在一個(gè)實(shí)施中，工藝包括在一個(gè)或多個(gè)柵極溝槽中的每個(gè)中都嵌入柵極結(jié)構(gòu)(諸如柵極結(jié)構(gòu)108)。
[0086]在實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括在有源區(qū)處的半導(dǎo)體體的部分上形成源極層。附加地，在一些實(shí)施中，工藝包括從有源區(qū)的外圍處的半導(dǎo)體層的部分排除源極層。
[0087]在可替換的實(shí)施中，工藝包括除去終端區(qū)處的晶體管結(jié)構(gòu)的一部分，以形成凹槽區(qū)域。該凹槽區(qū)域也可以是溝槽、槽線、凹槽等等。例如可以通過刻蝕來(lái)除去終端區(qū)中的晶體管結(jié)構(gòu)的一部分。
[0088]在框1104，工藝包括在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的第一部分處形成場(chǎng)絕緣體層、形成絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)(諸如絕緣體臺(tái)階122)。例如，絕緣體臺(tái)階可以被稱為厚絕緣體層。在一個(gè)實(shí)例中，絕緣體臺(tái)階延伸到晶體管結(jié)構(gòu)的邊緣。在一個(gè)實(shí)施中，場(chǎng)絕緣體層可以是氧化硅層，并且絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)是氧化物臺(tái)階結(jié)構(gòu)。在可替換的實(shí)施中，場(chǎng)絕緣體層可以包括其它絕緣材料，如上所述。
[0089]在框1106，工藝包括在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的第二部分處形成柵極絕緣體層。凹槽區(qū)域的第二部分可以包括單元或臺(tái)面的側(cè)壁、半導(dǎo)體體表面的一部分等等。柵極絕緣體層也可以被稱為薄絕緣體層。在一個(gè)實(shí)施中，柵極絕緣體可以是氧化硅層。在可替換實(shí)施中，柵極絕緣體層可以包括其它絕緣材料，如上所述。
[0090]在實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括用導(dǎo)電或半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)來(lái)覆蓋絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)可以包括例如多晶硅材料。
[0091]在另一個(gè)實(shí)施中，工藝包括在柵極絕緣體層和場(chǎng)絕緣體層中的至少一個(gè)下面的終端區(qū)的凹槽區(qū)域處注入深體區(qū)。在一個(gè)例子中，深體區(qū)位于柵極絕緣體層和場(chǎng)絕緣體層的下面。因此，在一種情況下，深體區(qū)位于柵極絕緣體/場(chǎng)絕緣體結(jié)的下面。
[0092]在實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括通過修改終端區(qū)處的深體的一個(gè)或多個(gè)尺寸來(lái)改變?cè)诰w管結(jié)構(gòu)的雪崩條件期間形成的電場(chǎng)的空間位置和分布中的至少一個(gè)。例如，如果需要的話，深體區(qū)可以朝著晶體管結(jié)構(gòu)的邊緣延伸更遠(yuǎn)距離。在另一個(gè)實(shí)施中，工藝包括通過更改絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)關(guān)于終端區(qū)處的深體區(qū)的位置，來(lái)修改晶體管結(jié)構(gòu)的擊穿電壓。
[0093]在實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括為終端區(qū)的深體區(qū)選擇摻雜分布圖，使得在晶體管結(jié)構(gòu)的擊穿電壓下產(chǎn)生的電場(chǎng)基本上位于凹槽區(qū)域處的半導(dǎo)體體材料的表面下面和絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)的下面。
[0094]在另外的實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括在有源區(qū)的預(yù)先選擇的位置處注入半導(dǎo)體層，以在半導(dǎo)體體的有源區(qū)中形成一個(gè)或多個(gè)深體部分。在各種例子中，一個(gè)或多個(gè)深體部分具有基本上等于或大于終端區(qū)的深體區(qū)的深度的深度。在另一個(gè)例子中，一個(gè)或多個(gè)深體部分具有基本上小于終端區(qū)的深體區(qū)的深度的深度。
[0095]在各種實(shí)施中，工藝進(jìn)一步包括通過使用數(shù)個(gè)工序中的一個(gè)來(lái)形成深體區(qū)。在一個(gè)實(shí)施中，工藝包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之前，通過使用掩膜高能注入來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。在另一個(gè)實(shí)施中，工藝包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之后，通過使用掩膜低能注入來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。
[0096]在另外的實(shí)施中，工藝包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之后，通過使用掩膜注入連同到絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)，來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。在可替換的實(shí)施中，工藝包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之后，通過使用雙模式或四模式下的掩膜傾斜注入，來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。
[0097]在可替換的實(shí)施中，其它技術(shù)可以以各種組合的方式包括在工藝500中，并留在本公開的范圍內(nèi)。
結(jié)論
[0098]盡管本公開的實(shí)施已經(jīng)用特定于結(jié)構(gòu)特征和/或方法的動(dòng)作的語(yǔ)言來(lái)描述，但是應(yīng)該理解的是，實(shí)施例并不必限于所述特定的特征或動(dòng)作。相反，公開特定的特征和動(dòng)作，作為實(shí)施示例器件和技術(shù)的代表性形式。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體管器件，其包括: 包括至少一個(gè)垂直溝道晶體管單元的有源區(qū)以及電耦合到有源區(qū)的終端區(qū)； 半導(dǎo)體層，其被部署在有源區(qū)和終端區(qū)處； 柵極絕緣體層，其被部分地部署在垂直溝道晶體管單元的一部分上，并且被部分地部署在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的一部分上；以及 場(chǎng)絕緣體層，其被部署在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的另一個(gè)部分上，并且在終端區(qū)處的半導(dǎo)體層的其它部分上形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體管器件，進(jìn)一步包括被部署在終端區(qū)處并穿透半導(dǎo)體層的深體區(qū)，該深體區(qū)電耦合到有源區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的晶體管器件，進(jìn)一步包括被部署在有源區(qū)處的溝槽中的柵極結(jié)構(gòu)，并且其中深體區(qū)穿透半導(dǎo)體層到比溝槽的深度更大的深度。
4.如權(quán)利要求1所述的晶體管器件，進(jìn)一步包括覆蓋柵極絕緣體層和場(chǎng)絕緣體層的至少一個(gè)的場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的晶體管器件，進(jìn)一步包括有源區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)深體部分，該一個(gè)或多個(gè)深體部分被布置成在有源區(qū)中的預(yù)先選定的位置處穿透半導(dǎo)體層，該一個(gè)或多個(gè)深體部分布置成在操作期間指引電流流動(dòng)在預(yù)先選擇的位置處穿過半導(dǎo)體層。
6.如權(quán)利要求5所述的晶體管器件，其中， 一個(gè)或多個(gè)深體部分具有基本上等于或大于終端區(qū)的深體區(qū)的深度的深度。
7.如權(quán)利要求1所述的晶體管器件，其中， 從位于相鄰于終端區(qū)的垂直溝道晶體管單元中排除源極層。
8.一種晶體管結(jié)構(gòu)，其包括: 晶體管單元陣列，每個(gè)晶體管單元都具有體層、溝槽和部署在溝槽中的柵極部分； 終端區(qū)，其布置在晶體管單元陣列的外圍，終端區(qū)包括凹槽槽線； 場(chǎng)絕緣體部分，其被部署在終端區(qū)處的凹槽槽線上，并形成絕緣體臺(tái)階；以及 半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)，其被部署在絕緣體臺(tái)階上。
9.如權(quán)利要求8所述的晶體管結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括深體部分，所述深體部分被嵌入到終端區(qū)處的凹槽槽線中，并且電耦合到晶體管單元陣列的外圍處的晶體管單元中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求8所述的晶體管結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括覆蓋終端區(qū)處的凹槽槽線的柵極滑槽結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求8所述的晶體管結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括被部署在終端區(qū)的外圍處的溝道停止器結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求8所述的晶體管結(jié)構(gòu)，其中， 晶體管單元的至少一個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)沒有源極區(qū)。
13.—種方法,其包括: 布置晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有有源區(qū)和相鄰的終端區(qū)，終端區(qū)包括凹槽區(qū)域； 在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的第一部分處形成場(chǎng)絕緣體層，以形成絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)；以及 在終端區(qū)的凹槽區(qū)域的相鄰的第二部分處形成柵極絕緣體層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在場(chǎng)絕緣體層和柵極絕緣體層中的至少一個(gè)的下面的終端區(qū)的凹槽區(qū)域處注入深體區(qū)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括用場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)來(lái)覆蓋絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括: 除去有源區(qū)處的半導(dǎo)體層的一部分，以形成一個(gè)或多個(gè)柵極溝槽，該柵極溝槽穿透半導(dǎo)體層到基本上等于終端區(qū)深度的深度；以及 在一個(gè)或多個(gè)柵極溝槽中的每個(gè)中嵌入柵極結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在有源區(qū)處的半導(dǎo)體層的部分上形成源極層，以及從有源區(qū)的外圍處的半導(dǎo)體層的部分中排除源極層。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在有源區(qū)的預(yù)先選擇的位置處注入半導(dǎo)體層，以在半導(dǎo)體層的有源區(qū)中形成一個(gè)或多個(gè)深體部分，而一個(gè)或多個(gè)深體部分具有基本上等于或大于終端區(qū)的深體區(qū)的深度的深度。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括通過更改絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)關(guān)于終端區(qū)處的深體區(qū)的位置，來(lái)修改晶體管結(jié)構(gòu)的擊穿電壓。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括通過修改終端區(qū)處的深體的一個(gè)或多個(gè)尺寸，來(lái)改變?cè)诰w管結(jié)構(gòu)的雪崩條件期間形成的電場(chǎng)的空間位置和分布中的至少一個(gè)。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括為終端區(qū)的深體區(qū)選擇摻雜分布圖，使得在晶體管結(jié)構(gòu)的擊穿電壓下產(chǎn)生的電場(chǎng)基本上位于凹槽區(qū)域的半導(dǎo)體層的表面下面和絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)下面。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之前，通過使用掩膜高能注入，來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。
23.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之后，通過使用掩膜低能注入，來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域中引入深體區(qū)。
24.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括:于在有源區(qū)和/或終端區(qū)中形成臺(tái)面或溝槽之后，通過使用掩膜注入連同到絕緣體臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)中的至少一個(gè)，或者通過使用雙模式或四模式下的掩膜傾斜注入，來(lái)在終端區(qū)的凹槽區(qū)域處引入深體區(qū)。
25.一種金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件，其包括: 有源區(qū)，其包括第一多個(gè)晶體管單元，第一多個(gè)晶體管單元中的每個(gè)都具有源極區(qū)、溝槽和被部署在溝槽中的柵極結(jié)構(gòu)； 終端區(qū)，其包括第二多個(gè)晶體管單元，所述第二多個(gè)晶體管單元被布置在有源區(qū)的外圍處，并且具有與第一多個(gè)晶體管單元的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元的電連接，第二多個(gè)晶體管單元的晶體管單元具有基本上等于第一多個(gè)晶體管單元的晶體管單元的寬度的寬度； 深體區(qū)，其耦合到第二多個(gè)晶體管單元的一個(gè)或多個(gè)晶體管單元，并位于終端區(qū)的外圍處的凹槽槽線； 柵極氧化物/場(chǎng)氧化物臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其被部署在注入深體的預(yù)先選擇的部分上；以及 半導(dǎo)體場(chǎng)平板結(jié)構(gòu)，其被部署在場(chǎng)氧化物臺(tái)階結(jié)構(gòu)和注入深體上。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104183642SQ201310287628
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】A·伍德, M·聰?shù)聽? 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司