[发明专利]含功率晶体管单元和横向晶体管的半导体器件及制造方法

说明书

本公开涉及含功率晶体管单元和横向晶体管的半导体器件及制造方法。通过热氧化形成对第一沟槽和第二沟槽(191,192)进行加衬的场氧化物层(240)，所述第一沟槽和所述第二沟槽(191,192)从主表面(101a)延伸到半导体层(100a)中。在所述热氧化之后，在所述第一沟槽和所述第二沟槽(191,192)中形成功率晶体管单元(TCP)的沟槽栅极电极(155)和场电极(165)。形成包括氮化硅层(448)的保护盖(450)，所述保护盖覆盖具有所述第一沟槽和所述第二沟槽(191,192)的单元区域(610)。在利用所述保护盖(450)覆盖所述单元区域(610)的情况下，在所述半导体层(100a)的支持区域(620)中形成横向晶体管(TCL)的平面栅极电极(158)。

技术领域

本公开涉及具有功率晶体管单元和横向晶体管的半导体器件及其制造方法。

背景技术

智能功率器件将微小区功率晶体管和例如控制电路或诊断电路的支持电路集成在同一半导体裸片中。微小区功率晶体管对在布置于半导体裸片的相对侧处的源极电极和漏极电极之间的垂直电流流动进行控制。支持电路通常是基于CMOS(互补型金属氧化物半导体)技术中的横向的低电压晶体管或高电压晶体管。

实施例的目的在于，提高集成了功率晶体管单元和横向晶体管的半导体器件的可靠性，并且降低这种器件的制造成本。

发明内容

该目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求涉及进一步的实施例。

根据一个实施例，一种制造半导体器件的方法包括：通过热氧化形成对第一沟槽和第二沟槽进行加衬的场氧化物层，该第一沟槽和第二沟槽从主表面延伸到半导体层中。在热氧化之后，在第一沟槽和第二沟槽中形成功率晶体管单元的沟槽栅极电极和场电极。形成保护盖，该保护盖包括氮化硅层并且覆盖包括第一沟槽和第二沟槽的单元区域。在利用保护盖覆盖单元区域的情况下在半导体层的支持区域中形成横向晶体管的平面栅极电极。

根据另一实施例，一种半导体器件包括从第一表面延伸到半导体本体中的端接沟槽结构，其中该端接沟槽结构包括场电极。有源沟槽结构从第一表面延伸到半导体本体中并且包括场电极和在场电极与第一表面之间的栅极电极，其中栅极电极与场电极电绝缘。功率晶体管单元的源极区形成在有源沟槽结构之间的半导体本体的台面部分中。半导体器件进一步包括横向晶体管，该横向晶体管包括第一导电类型的源极区/漏极区和平面栅极电极。横向晶体管的源极区/漏极区和功率晶体管单元的源极区具有相同的垂直扩展。

根据另一实施例，一种电子电路包括半导体器件。该半导体器件包括从第一表面延伸到半导体本体中的端接沟槽结构，其中该端接沟槽结构包括场电极。有源沟槽结构从第一表面延伸到半导体本体中并且包括场电极和在场电极与第一表面之间的栅极电极，其中栅极电极与场电极电绝缘。功率晶体管单元的源极区形成在有源沟槽结构之间的半导体本体的台面部分中。半导体器件进一步包括横向晶体管，该横向晶体管包括第一导电类型的源极区/漏极区和平面栅极电极。横向晶体管的源极区/漏极区和功率晶体管单元的源极区具有相同的垂直扩展。

本领域技术人员在阅读了下面的详细描述和查看了附图之后将认识到附加的特征和优势。

附图说明

附图被包括在内以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示本发明的实施例并且与描述一起用于说明本发明的原理。本发明的其它实施例和预期的优势将被容易地认识到，因为通过参考下面的详细描述它们变得更好被理解。

图1A是用于图示在形成功率晶体管单元的有源沟槽结构和端接沟槽结构之后的制造根据实施例的半导体器件的方法的半导体衬底部分的示意性横截面图。

图1B是在形成覆盖有源沟槽结构和端接沟槽结构的保护盖之后的图1A的半导体衬底部分的示意性横截面图。