[发明专利]用于制造到达衬底的顶部接触的结构

说明书

本申请是分案申请，其原案申请的申请号为200880010890.7，申请日为2008年2月29日，发明名称为“用于制造到达衬底的顶部接触的方法和结构”。

背景技术

本发明一般地涉及半导体器件，以及更具体地，涉及制造到达半导体衬底的顶部接触的方法和结构。

在一些半导体器件中(例如，垂直导电功率器件)，衬底形成了器件的底部端，以及各种技术已经被用来形成到达底部端的低阻抗接触。图1A示出了具有后部接触的传统器件结构的截面视图。如图所示，p区101形成在p+衬底区102之上。形成在衬底底部的导电互连层103用来作为后部接触。对于特定应用，可能期望从器件的顶部接触衬底。图1B-1C示出了用于通过顶部接触器件的底部端的两种传统技术的截面视图。

在图1B中，重掺杂扩散区105延伸通过p区101以达到p+衬底区102。导电互连层107形成在扩散区105之上，其与扩散区105一起形成到达p+衬底区102的顶部接触。在图1C中，深沟槽108穿过p区101达到p+衬底区102而形成。然后，导电材料109用来填充该沟槽，从而形成到达p+衬底区102的顶部接触。

尽管这些传统技术已经被用来制造到达底部端的顶部接触，但是存在一些与这些技术有关的局限。例如，图1B中的扩散区105在扩散或注入步骤之后需要高温推阱处理。这就导致宽横向外扩散和高热预算。在图1C中，制造深沟槽然后用导电材料填充的过程通常很复杂。如果用多晶硅来填充沟槽，通常难以得到高掺杂多晶硅来形成低电阻率顶部接触。

因此，需要一种技术来在保持简单制造过程的同时制造到达衬底的低电阻顶部接触。

发明内容

根据本发明的实施例，一种形成半导体结构的方法包括以下步骤。提供具有顶部表面和后部表面的起始半导体衬底。穿过起始半导体衬底的顶部在起始半导体衬底中形成凹槽。在凹槽中形成半导体材料。垂直导电器件形成在半导体材料之中和之上，其中起始半导体衬底作为垂直导电器件的端子。起始半导体衬底的非凹槽部分允许顶部接触被制成为到起始半导体衬底在半导体材料之下延伸的部分。

在一个实施例中，形成凹槽的步骤包括以下步骤。在起始半导体衬底的顶部表面上形成掩模层。在掩模层中形成开口以暴露起始半导体衬底的表面。穿过掩模层中的该开口在起始半导体衬底中形成凹槽。

在一个实施例中，使用选择性外延生长处理来形成半导体材料。

在另一实施例中，半导体材料被平坦化。

在又一实施例中，半导体材料和起始半导体衬底具有相同的导电类型。可选地，半导体材料和起始半导体衬底具有相反的导电类型。

在再一实施例中，形成垂直导电器件的步骤包括以下步骤。在半导体材料中形成体区，其中体区和半导体材料具有相反的导电类型。栅电极邻近体区延伸但是与体区绝缘地形成。源区形成在体区中，源区和体区具有相反的导电类型。

在另一实施例中，在形成凹槽之后以及形成半导体之前，沿凹槽的侧壁形成电介质隔离物。

在另一实施例中，形成电介质隔离物的步骤包括以下步骤。沿凹槽的底部和侧壁并且在起始半导体衬底的非凹槽部分之上形成电介质层。选择性地去除电介质层从而沿凹槽的顶部延伸的电介质层的部分被完全去除，而沿凹槽侧壁延伸的电介质层的部分被保留。

根据本发明的实施例，半导体结构包括起始半导体衬底，具有凹槽部分；半导体材料，在凹槽部分中；以及垂直导电器件，形成在半导体材料之中和之上，其中起始半导体衬底作为垂直导电器件的端子。半导体结构还包括第一互连层，在起始半导体衬底的非凹槽部分之上并与其接触地延伸，其中第一互连层和非凹槽部分提供到起始半导体衬底在半导体材料之下的部分的顶部电接触。

在一个实施例中，凹槽部分基本被外延层填充。

在另一实施例中，垂直导电器件包括在半导体材料中的体区，体区和半导体材料具有相反的导电类型。该器件还包括在体区中的源区，源区和体区具有相反的导电类型。栅电极邻近但与体区绝缘地延伸，栅电极与源区叠置。

在另一实施例中，垂直导电器件还包括重体区，位于体区中；以及第二互连层，电接触源区和重体区，第二互连层与第一互连层绝缘。

在另一实施例中，半导体结构还包括在半导体材料和起始半导体衬底的非凹槽部分之间垂直延伸的电介质隔离物。

下面的具体描述和附图提供了对本发明的性质和优点的更好理解。

附图说明

图1A-1C是示出了用于接触器件的底部端子的传统技术的结构的横截面视图；

图2A-2G是示出了根据本发明的实施例的用于形成到达器件的底部端子的顶部接触的简化处理流程的横截面视图；