[发明专利]半导体功率元件及其制造方法在审

专利信息
申请号: 201810789783.4 申请日: 2018-07-18
公开(公告)号: CN110739351A 公开(公告)日: 2020-01-31
发明(设计)人: 唐松年;陈和泰;许修文 申请(专利权)人: 帅群微电子股份有限公司
主分类号: H01L29/78 分类号: H01L29/78;H01L21/336
代理公司: 72003 隆天知识产权代理有限公司 代理人: 黄艳
地址: 中国台*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 源极区 栅极堆叠结构 半导体层 间隔部 半导体功率元件 层间介电层 源极导电层 硅化物层 线路结构 基体区 通道区 电性连接 方向延伸 硅化工艺 侧壁面 上表面 自对准 基材 屏蔽 覆盖 制造 暴露
【权利要求书】:

1.一种半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述半导体功率元件的制造方法包括:

形成一半导体层于一基材上,其中,所述半导体层内至少具有一基体区以及位于所述基体区内的一源极区,所述源极区连接于所述半导体层的一上表面,且所述源极区与所述基体区之间定义出一通道区;

形成一栅极堆叠结构于所述半导体层上,并在一垂直方向上和所述通道区重叠;

形成至少一间隔部,以覆盖所述栅极堆叠结构的侧壁面,其中,所述间隔部覆盖所述源极区的一部分,且所述源极区的另一部分暴露于所述上表面;

以所述间隔部以及所述栅极堆叠结构为屏蔽,执行一自对准硅化工艺,以形成接触所述源极区的一硅化物层;以及

形成一内连线路结构于所述半导体层上,其中,所述内连线路结构至少包括一层间介电层以及电性连接所述源极区的一源极导电层;

其中,所述硅化物层由所述源极导电层下方朝所述栅极堆叠结构的方向延伸至所述层间介电层下方。

2.根据权利要求1所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,形成所述栅极堆叠结构的步骤还进一步包括:

按序形成一栅绝缘材料层、一初始栅极层以及一初始屏蔽层于所述半导体层的所述上表面,以形成一初始栅极堆叠结构;以及

图案化所述初始栅极堆叠结构,以形成所述栅极堆叠结构,其中,所述栅极堆叠结构局部地暴露所述源极区。

3.根据权利要求1所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述栅极堆叠结构包括一栅绝缘层、一栅极以及覆盖于所述栅极上的一屏蔽层。

4.根据权利要求3所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,形成所述内连线路结构的步骤包括:

形成一层间介电材料层全面地覆盖所述硅化物层、所述间隔部以及所述栅极堆叠结构;

图案化所述层间介电材料层,以形成具有至少一源极接触开口的所述层间介电层,其中,所述硅化物层通过所述源极接触开口而被暴露;以及

形成一源极导电层于所述源极接触开口内,以通过接触所述硅化物层电性连接所述源极区。

5.根据权利要求4所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述层间介电层还具有一栅极接触开口,所述栅极接触开口与所述源极接触开口都是在图案化所述层间介电材料层的步骤中形成,且形成所述内连线路结构的步骤还进一步包括:

在图案化所述层间介电材料层的步骤之后,通过所述栅极接触开口去除一部分所述屏蔽层,以暴露所述栅极;以及

形成一栅极导电层于所述栅极接触开口内,以使所述栅极导电层电性连接所述栅极,其中,所述栅极导电层与所述源极导电层彼此分隔设置。

6.根据权利要求5所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述半导体层被定义出一元件区以及一终端区,所述栅极堆叠结构具有位于所述元件区内的一第一部分,以及位于所述终端区内的一第二部分,且所述栅极接触开口对应于所述第二部分。

7.根据权利要求1所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,形成所述间隔部的步骤包括:

形成一介电材料层覆盖所述半导体层的所述上表面以及所述栅极堆叠结构;以及

执行一蚀刻步骤,以去除覆盖所述栅极堆叠结构上以及位于所述上表面上的一部分介电材料层,以形成所述间隔部。

8.根据权利要求1所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述间隔部在平行于所述栅极堆叠结构的一宽度方向上的厚度由下向上递减。

9.根据权利要求1所述的半导体功率元件的制造方法,其特征在于,所述自对准硅化工艺的步骤包括:

形成一导电层全面地覆盖所述半导体层的所述上表面、所述间隔部以及所述栅极堆叠结构;

执行一热处理于所述导电层,以促使一部分所述导电层与所述半导体层反应而形成所述硅化物层;以及

去除未反应的所述导电层。

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