集成電路和制造集成電路的方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001 ] 在車輛應(yīng)用和車輛電路的領(lǐng)域中，標(biāo)準(zhǔn)pn 二極管用于整流由發(fā)電機(jī)生成的電壓。由于該整流，功率損耗發(fā)生。由發(fā)電機(jī)生成的正向電壓和平均電流的乘積來(lái)給出功率損耗。由于對(duì)電流的極大增加的需要，發(fā)電機(jī)是汽車中的功率損耗的最大來(lái)源之一。為了減小這些損耗，正在尋找有效的二極管，所謂的高效二極管。減小功率損耗的一個(gè)可能性是通過(guò)減小正向電壓。
[0002]待由發(fā)電機(jī)二極管滿足的另外要求是在負(fù)載突降的情況下的擊穿電壓。為了保護(hù)在汽車中的電氣部件，二極管必須耗散在特定電壓窗口中由發(fā)電機(jī)生成的整個(gè)能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)實(shí)施例，一種集成電路包括:功率部件，其包括在單元陣列中的多個(gè)第一溝槽以及在第一溝槽中的電耦合到功率部件的柵極端子的第一導(dǎo)電材料；以及二極管部件，其包括被布置為相鄰于彼此的第一二極管器件溝槽和第二二極管器件溝槽。第一和第二二極管器件溝槽中的第二導(dǎo)電材料電耦合到二極管部件的源極端子。第一溝槽、第一二極管器件溝槽和第二二極管器件溝槽被布置在半導(dǎo)體襯底的第一主表面中。集成電路還包括二極管柵極接觸部，二極管柵極接觸部包括在第一和第二二極管器件溝槽之間的連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)與第一和第二二極管器件溝槽中的第二導(dǎo)電材料接觸。
[0004]根據(jù)另外的實(shí)施例，一種集成電路包括功率部件，功率部件包括在單元陣列中的多個(gè)第一溝槽。第一溝槽中的第一導(dǎo)電材料耦合到功率部件的柵極端子。集成電路還包括二極管部件，二極管部件包括二極管器件溝槽以及在二極管器件溝槽中的與二極管部件的源極端子耦合的第二導(dǎo)電材料。第一溝槽和二極管器件溝槽被布置在半導(dǎo)體襯底的第一主表面中。第一導(dǎo)電材料和第二導(dǎo)電材料被布置在半導(dǎo)體襯底的第一主表面處。
[0005]根據(jù)實(shí)施例，一種制造集成電路的方法包括形成包括在單元陣列中的多個(gè)第一溝槽的功率部件，包括在半導(dǎo)體襯底的第一主表面中形成第一溝槽以及在第一溝槽中形成第一導(dǎo)電材料。該方法還包括形成包括被布置為相鄰于彼此的第一二極管器件溝槽和第二二極管器件溝槽的二極管部件，包括在半導(dǎo)體襯底的第一主表面中形成第一二極管器件溝槽和第二二極管器件溝槽以及在第一和第二二極管器件溝槽中形成第二導(dǎo)電材料。該方法還包括形成二極管柵極接觸部，二極管柵極接觸部包括在第一和第二二極管器件溝槽之間的溝槽部分中的溝槽連接結(jié)構(gòu)，從而與第一二極管器件溝槽和第二二極管器件溝槽中的第二導(dǎo)電材料接觸，將第一溝槽中的第一導(dǎo)電材料與功率部件的柵極端子電耦合，并且將第一和第二二極管器件溝槽中的第二導(dǎo)電材料與二極管部件的源極端子電耦合。
[0006]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了以下詳細(xì)描述并且在查看附圖之后將認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)一步理解，并且被并入本說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖圖示本發(fā)明的實(shí)施例并且與描述一起用于解釋原理。本發(fā)明的其它實(shí)施例和很多預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)將被容易地領(lǐng)會(huì)，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)參考以下詳細(xì)描述而變得被更好地理解。附圖的元件不是必然相對(duì)于彼此成比例。相同的附圖標(biāo)記指示對(duì)應(yīng)的相同部分。
[0008]圖1示出根據(jù)實(shí)施例的與集成電路的半導(dǎo)體襯底的第一主表面平行的橫截面視圖；
圖2A、2B和2C是根據(jù)實(shí)施例的集成電路的橫截面視圖，橫截面視圖是在不同位置截取的；
圖3是根據(jù)實(shí)施例的形成集成電路的部分的半導(dǎo)體器件的等效電路圖；
圖4是根據(jù)另外實(shí)施例的集成電路的橫截面視圖；
圖5A-5F圖示根據(jù)實(shí)施例的形成集成電路的方法；以及圖6示出圖示制造集成電路的方法的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在以下詳細(xì)描述中，參考了附圖，附圖形成描述的一部分，并且在附圖中通過(guò)說(shuō)明的方式說(shuō)明了本發(fā)明可被實(shí)踐的具體實(shí)施例。在這點(diǎn)上，參考被描述的附圖中的方位來(lái)使用諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“在前”、“在后”等方向術(shù)語(yǔ)。因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施例的部件可被定位在多個(gè)不同方位上，所以方向術(shù)語(yǔ)被用于說(shuō)明目的，并且絕不是限制性的。將理解的是，在不脫離權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。
[0010]實(shí)施例的描述是非限制性的。特別是，下文描述的實(shí)施例的元件可與不同實(shí)施例的元件相組合。
[0011]下面描述中使用的術(shù)語(yǔ)“晶片”、“襯底”或“半導(dǎo)體襯底”可包括具有半導(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)將被理解為包括硅、絕緣體上硅(SOI)、藍(lán)寶石上硅(S0S)、摻雜和未摻雜的半導(dǎo)體、由基本半導(dǎo)體基座支撐的硅的外延層、以及其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體不需要是基于硅的。半導(dǎo)體也可以是硅鍺、鍺、或砷化鎵。根據(jù)其它實(shí)施例，碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)可以形成半導(dǎo)體襯底材料。
[0012]如本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“橫向”和“水平”意在描述與半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體主體的第一表面平行的方位。這可以例如是晶片或管芯的表面。
[0013]如本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“垂直”意在描述被布置為與半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體主體的第一表面垂直的方位。
[0014]如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“具有”、“包含”、“包括”、“由……組成”等是開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)，其指示所陳述的元件或特征的存在，但不排除附加的元件和特征。冠詞“一個(gè)”、“一種”和“該”
意在包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文清楚地另有聲明。
[0015]圖和描述通過(guò)在摻雜類型“η”或“p”旁邊指示或“ + ”來(lái)說(shuō)明相對(duì)摻雜濃度。例如“η_”意指低于“η”摻雜區(qū)的摻雜濃度的摻雜濃度，而“η+”摻雜區(qū)具有比“η”摻雜區(qū)更高的摻雜濃度。同一相對(duì)摻雜濃度的摻雜區(qū)不一定具有相同的絕對(duì)摻雜濃度。例如，兩個(gè)不同“η”摻雜區(qū)可以具有相同或不同的絕對(duì)摻雜濃度。在圖和描述中，為了更好地理解的目的，經(jīng)常摻雜部分被標(biāo)明為“P”或“η”摻雜。如應(yīng)當(dāng)清楚地理解的，該標(biāo)明絕不意在是限制性的。摻雜類型可以是任意的，只要實(shí)現(xiàn)所描述的功能。另外，在所有實(shí)施例中，摻雜類型可以反轉(zhuǎn)。
[0016]如在本說(shuō)明書(shū)中采用的，術(shù)語(yǔ)“耦合的”和/或“電耦合的”并不意味著意指元件必須被直接耦合在一起，可以在“耦合的”或“電耦合的”元件之間提供中間元件。術(shù)語(yǔ)“電連接的”意在描述在電連接在一起的元件之間的低歐姆電連接。
[0017]圖1圖示根據(jù)實(shí)施例的集成電路I的橫截面視圖。平行于半導(dǎo)體襯底的第一主表面來(lái)截取圖1的橫截面視圖。圖1的集成電路I包括功率部件3和二極管部件4。功率部件3包括平行于彼此連接的多個(gè)功率晶體管單元。功率部件3包括可被布置以便平行延伸并且在X方向(即從附圖的頂部到底部的方向)距彼此相同距離的多個(gè)第一溝槽11……1n0第一柵極電極32被布置在多個(gè)第一溝槽11……1n中。臺(tái)面15被布置在相鄰溝槽之間。如下文將進(jìn)一步解釋的，功率晶體管單元13的部件被布置在臺(tái)面15內(nèi)并且在所描繪的橫截面視圖之下的半導(dǎo)體襯底材料中。
[0018]集成電路I還包括被集成在功率部件的單元陣列中的二極管部件4。例如，二極管部件4可包括第一二極管器件溝槽20和第二二極管器件溝槽21。如下面本文中將參考圖2A說(shuō)明的，第二柵極電極42被布置在第一和第二二極管器件溝槽20、21中。
[0019]根據(jù)實(shí)施例，二極管柵極接觸部22與被布置在第一和第二二極管器件溝槽20、21中的第二柵極電極42接觸。例如，二極管柵極接觸部22可包括在與第一方向相交的方向(例如y方向)上延伸的接觸焊盤(pán)28。另外，二極管柵極接觸部22可包括連接第一和第二二極管器件溝槽20、21的連接結(jié)構(gòu)27。例如，連接結(jié)構(gòu)27可包括被布置在第一和第二二極管器件溝槽之間的溝槽部分。溝槽部分可在與第一方向相交的方向(例如I方向)上延伸。根據(jù)另外的實(shí)施例，可通過(guò)布置在第一主表面之上的導(dǎo)電材料來(lái)實(shí)現(xiàn)連接結(jié)構(gòu)27。在相鄰的二極管器件溝槽20、21之間布置該導(dǎo)電材料。
[0020]可將多個(gè)二極管柵極接觸部22布置在包