芯片邊緣密封的制作方法
【專利摘要】芯片邊緣密封。本說明書涉及一種半導(dǎo)體器件，其具有半導(dǎo)體體身、半導(dǎo)體體身處的絕緣和單元場，所述單元場至少部分地設(shè)置在半導(dǎo)體體身中。該單元場具有至少一個(gè)p-n結(jié)和至少一個(gè)觸點(diǎn)接通。所述絕緣在半導(dǎo)體體身的橫向上由環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘限制。
【專利說明】芯片邊緣密封
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書涉及半導(dǎo)體器件。本說明書尤其是涉及場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件和移動(dòng)離子到場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件的電氣絕緣中的擴(kuò)散侵入。
【背景技術(shù)】
[0002]場效應(yīng)晶體管(FET)和其他場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件(IGBT，柵極控制的二極管)在柵極電極和在其中構(gòu)造有導(dǎo)電溝道的體身區(qū)域之間具有絕緣，該絕緣把柵極電極和體身區(qū)域電隔離。該絕緣在許多情況下由二氧化硅組成并且大多稱為柵極氧化物(GOX)。
[0003]除柵極氧化物外，可以在半導(dǎo)體器件上施加一個(gè)或者多個(gè)絕緣層以用于電氣絕緣，以便使半導(dǎo)體體身與周圍環(huán)境電氣絕緣。所述絕緣層同樣可以由二氧化硅組成并且具有不同的品質(zhì)。所述絕緣層可以包括氧化物，如場氧化物層(FOX)或者中間氧化物層(ZOX)，并且以不同的配置實(shí)施為與柵極氧化物集成在一起、集成到柵極氧化物上或集成到柵極氧化物中。在此，不同的氧化物層在許多情況下彼此鄰接。
[0004]半導(dǎo)體的電氣絕緣依賴于所使用的氧化物的品質(zhì)和與半導(dǎo)體器件的功能有關(guān)的參數(shù)。如Li+、Na+、K+等的離子能夠侵入到氧化物中并且在不同的氧化物層內(nèi)擴(kuò)散。因此這些離子也稱為移動(dòng)離子。由此，場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件的電氣絕緣特性受到損害并且其電氣特性受到影響，例如起動(dòng)電壓(Vth)降低。
[0005]離子能夠在制造過程期間、但是也可以在場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件的整個(gè)壽命期間侵入到氧化物中，并且在此情況下電氣特性改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本說明書的目的是改進(jìn)場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件。
[0007]為此，本說明書提出一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件。本說明書涉及如下半導(dǎo)體器件，其具有半導(dǎo)體體身、在該半導(dǎo)體體身處的絕緣和單元場(Zellenfeld)，所述單元場至少部分地設(shè)置在半導(dǎo)體體身中。該單元場具有至少一個(gè)P_n結(jié)和至少一個(gè)觸點(diǎn)接通。
[0008]所述絕緣在半導(dǎo)體體身的橫向上由環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘限制。
[0009]替換地或者補(bǔ)充地，擴(kuò)散壁壘可以在半導(dǎo)體體身的橫向上設(shè)置在絕緣的柵極段和半導(dǎo)體器件的邊緣區(qū)域之間。
[0010]利用擴(kuò)散壁壘能夠阻止移動(dòng)離子在橫向上擴(kuò)散侵入。
[0011]另外可選的特征在從屬權(quán)利要求中提到，這些從屬權(quán)利要求可以分別與所有獨(dú)立權(quán)利要求組合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示意性示出半導(dǎo)體器件的邊緣區(qū)域的片段的橫截面圖；
[0013]圖2不出圖1的具有橫向擴(kuò)散壁魚的第一不例的橫截面圖；
[0014]圖3示出圖1和2的具有橫向擴(kuò)散壁壘的第二示例的橫截面圖；[0015]圖4示意性示出具有橫向擴(kuò)散壁壘的半導(dǎo)體器件的俯視圖；
[0016]圖5示出具有橫向擴(kuò)散壁壘的半導(dǎo)體器件的邊緣區(qū)域的片段的另一個(gè)示例；
[0017]圖6不出具有橫向擴(kuò)散壁魚的半導(dǎo)體器件的一個(gè)不例；
[0018]圖7和8示出具有橫向擴(kuò)散壁壘的半導(dǎo)體器件的另外的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。然而本發(fā)明不限于具體說明的實(shí)施方式，而是可以以適當(dāng)?shù)姆绞叫薷暮透淖?。適當(dāng)?shù)貙⒁环N實(shí)施方式的單個(gè)特征和特征組合與另一種實(shí)施方式的特征和特征組合進(jìn)行組合以便實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0020]在下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例之前指出，相同的元件在附圖中配備相同的或者相似的附圖標(biāo)記，并且省略對(duì)該元件的重復(fù)說明。此外附圖不一定是比例正確的。更確切地說，重點(diǎn)放在對(duì)基本原理的闡述上。
[0021]像“豎直的”和“橫向的”這樣的術(shù)語在這里指半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)方式，如其在半導(dǎo)體領(lǐng)域中使用的那樣。半導(dǎo)體器件大多具有正面和與該正面平行的背面，所述正面和背面涉及晶片圓盤的兩側(cè)，從這兩側(cè)制造半導(dǎo)體器件。術(shù)語“豎直的”表示從正面到背面的方向，而術(shù)語“橫向的”表示平行于正面和/背面的方向。同樣，術(shù)語“之上”、“之下”涉及半導(dǎo)體自身而不涉及其取向。應(yīng)該理解，可以旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體器件并且可以以任意的取向放置。
[0022]圖1以橫截面示意性示出半導(dǎo)體器件I的邊緣區(qū)段的示例。在圖1中為圖示目的僅圖示半導(dǎo)體器件的器件邊緣60和單元場20之間的邊緣區(qū)域而并非整個(gè)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件I包括半導(dǎo)體體身10，其例如可以由硅組成。在該半導(dǎo)體體身10處設(shè)置單元場20，其具有一個(gè)或者多個(gè)觸點(diǎn)和至少一個(gè)p-n結(jié)11。圖1中圖示的單元場20示例性地包括源極墊或者源極連接端子26，其通過一個(gè)或者多個(gè)源極電極27與半導(dǎo)體體身10的區(qū)域連接。此外，場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)或者多個(gè)柵極電極36，所述柵極電極在所示的示例中設(shè)置在溝或槽24、25中。柵極電極36通過絕緣40的柵極段、例如柵極氧化物(G0X)46與半導(dǎo)體體身10電氣絕緣。這里圖示的示例表明一種可能的結(jié)構(gòu)，然而也可以提供任何其他結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體器件的希望的功能相適配。為此可以在半導(dǎo)體體身10中給不同的區(qū)域提供不同的摻雜和不同的傳導(dǎo)性，以便實(shí)現(xiàn)希望的結(jié)構(gòu)。
[0023]還可以提供這樣的溝24、25，所述溝除柵極電極36外還具有例如位于源極電位的場電極，其中兩個(gè)電極彼此電氣絕緣。還可以提供這樣的溝，所述溝僅具有場電極(未圖示)并且在溝24、25之外給它們提供柵極電極36。還可以放棄溝并且在半導(dǎo)體器件I的正面提供柵極電極，也就是說例如在沒有溝的平坦的實(shí)現(xiàn)方式中。
[0024]圖示的單元場20僅表明可能的作用方式，并且可以補(bǔ)充許多特征。根據(jù)希望的功能可以對(duì)單元場進(jìn)行適配，以便將半導(dǎo)體器件I設(shè)計(jì)為場效應(yīng)晶體管、IGBT、二極管等。也可以在一個(gè)半導(dǎo)體器件中實(shí)現(xiàn)和組合多個(gè)這樣的元件。
[0025]在豎直器件的情況下，至少一個(gè)觸點(diǎn)、大多是漏極連接端子位于半導(dǎo)體體身的背面上(未圖示)。其他連接端子、例如源極連接端子26和柵極連接端子(未圖示)位于半導(dǎo)體體身的正面上，該正面在圖中圖示為上側(cè)。
[0026]柵極連接端子可以通過柵極連接(柵極通道(Gaterunner)) 32電氣連接。在圖示的示例中，柵極通道32設(shè)置在單元場20和半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣60之間的區(qū)域中。在圖示的示例中，在柵極通道下面還存在柵極板34，該柵極板可以由多晶硅或者由另一種導(dǎo)電材料制造。柵極板34通過場氧化物42 (FOX)與半導(dǎo)體體身10電氣絕緣。場氧化物42在圖示的示例中可以由二氧化硅制造并且與柵極氧化物46連接。場氧化物42可以實(shí)施為層并且可以基本上延伸通過半導(dǎo)體器件I的整個(gè)正面，其中例如可以在源極電極27的區(qū)域中提供場氧化物42中的空隙以用于貫通接觸。可以提供另外的空隙。
[0027]除了場氧化物42和柵極氧化物之外可以提供另外的氧化物區(qū)域或者其他絕緣區(qū)域，例如中間氧化物44。該中間氧化物44可以作為厚層來施加并且例如具有比場氧化物42更大的厚度。中間氧化物44同樣可以實(shí)施為層并且可以基本上延伸通過半導(dǎo)體器件I的整個(gè)正面，其中例如在源極電極27的區(qū)域中和在柵極觸點(diǎn)接通的區(qū)域中為中間氧化物44提供空隙以用于貫通接觸?？梢蕴峁┝硗獾目障?。
[0028]通過中間氧化物44可以使半導(dǎo)體體身10以及必要時(shí)設(shè)置在其上的導(dǎo)體、電極等相對(duì)于半導(dǎo)體器件的周圍環(huán)境電氣絕緣。
[0029]柵極氧化物46、場氧化物42和中間氧化物44 一起構(gòu)成絕緣40的一個(gè)示例。附加于或者替換于場氧化物42和中間氧化物44以及柵極氧化物46，絕緣40可以包括另外的氧化物層或者氧化物區(qū)域。
[0030]中間氧化物44、場氧化物42以及尤其是柵極氧化物46的厚度和品質(zhì)對(duì)絕緣40的絕緣特性負(fù)責(zé)。氧化物的品質(zhì)在很大程度上依賴于能夠在氧化物內(nèi)擴(kuò)散的移動(dòng)離子的數(shù)目。在此，移動(dòng)離子通常包括鋰離子(Li+)、鈉離子(Na+)、鉀例子(K+)，必要時(shí)還包括氯離子(Cl-)以及在較小程度上包括鎂離子(Mg++)或者鈣離子(Ca++)。
[0031]移動(dòng)離子能夠在與器件直接接觸的情況下或者從周圍環(huán)境中被接收到半導(dǎo)體器件中。在此，移動(dòng)離子尤其是在絕緣40中是不利的，因?yàn)橐苿?dòng)離子在這里能夠損害絕緣特性。移動(dòng)離子可以在半導(dǎo)體器件的制造過程期間和在整個(gè)壽命期間侵入到絕緣中，使得半導(dǎo)體器件的電氣特性可以在壽命內(nèi)改變。
[0032]為保護(hù)絕緣40免受移動(dòng)離子的損害，可以在絕緣40上施加密封或者擴(kuò)散阻擋50。擴(kuò)散阻擋50可以包括氮化硅層52，該氮化硅層52可以至少分段地設(shè)置在中間氧化物44上。除了如源極墊26的接觸區(qū)域以外，氮化硅層52可以覆蓋半導(dǎo)體器件I的整個(gè)正面。氮化硅證明其自身是良好的擴(kuò)散阻擋或擴(kuò)散壁壘，由此能夠阻止移動(dòng)離子在豎直方向上的侵入。除氮化硅以外，結(jié)晶硅、多晶硅、酰亞氨和不同的金屬(例如AlSiCu)都是抵御移動(dòng)離子的擴(kuò)散的極為有效的壁壘。
[0033]擴(kuò)散阻擋50例如也可以包括酰亞氨層54。酰亞氨層54可以施加在氮化硅層52上。
[0034]如果把具有多個(gè)半導(dǎo)體器件的晶片分離成單個(gè)的半導(dǎo)體器件——所述多個(gè)半導(dǎo)體器件在通過半導(dǎo)體體身的豎直方向上包括絕緣40和擴(kuò)散阻擋50，則可以在分離時(shí)在切口處、也就是在單個(gè)的半導(dǎo)體器件I的側(cè)邊緣60處形成這樣的區(qū)域，在該區(qū)域處絕緣40的一部分對(duì)于周圍環(huán)境是敞開的。已經(jīng)展示出，在這些位置處移動(dòng)離子可以在橫向上沿著橫向的擴(kuò)散路徑420、440侵入到場氧化物42中和/或中間氧化物44中。
[0035]圖2示出用于阻止在橫向上的擴(kuò)散的擴(kuò)散壁壘70的一個(gè)示例(橫向的擴(kuò)散壁壘70)。圖2的半導(dǎo)體器件11在很大程度上相應(yīng)于圖1的半導(dǎo)體器件1，其中給相似的或者相同的特征配備相同的附圖標(biāo)記。
[0036]相對(duì)于圖1的半導(dǎo)體器件1，圖2的半導(dǎo)體器件2附加地具有橫向的擴(kuò)散壁壘70。該橫向的擴(kuò)散壁壘70設(shè)置在側(cè)邊緣60和單元場20之間的絕緣40中，并且把該絕緣分成單元絕緣402和邊緣絕緣406,并且阻止移動(dòng)離子從邊緣絕緣406橫向擴(kuò)散到單元絕緣402中。由此能夠阻止:可以在側(cè)邊緣60處侵入到絕緣40中的移動(dòng)離子能夠到達(dá)直至單元場20的區(qū)域中或者到達(dá)直至柵極氧化物46中。在圖示的示例中，該擴(kuò)散壁壘在橫向上設(shè)置在側(cè)邊緣60和柵極通道32或柵極板34之間，使得該區(qū)域也被保護(hù)不被移動(dòng)離子擴(kuò)散侵入。
[0037]橫向的擴(kuò)散壁壘70可以由絕緣40中的槽71構(gòu)成。在圖2的示例中，槽71通過中間氧化物44和場氧化物42伸展。中間氧化物44和場氧化物42通過槽71分別被分成外邊緣區(qū)域(即場氧化物邊緣區(qū)域426和中間氧化物邊緣區(qū)域446)以及內(nèi)單元區(qū)域(即場氧化物單元區(qū)域422和中間氧化物單元區(qū)域442)。氮化物52、57與位于其下的硅10直接接觸，因此兩個(gè)密封的材料在這里掐斷移動(dòng)離子的擴(kuò)散。也就是場氧化物邊緣區(qū)域426和中間氧化物邊緣區(qū)域446因此不具有與場氧化物單元區(qū)域422和中間氧化物單元區(qū)域442的氧化連接。由此阻止移動(dòng)離子在絕緣40中從側(cè)邊緣60朝向單元場20擴(kuò)散，該擴(kuò)散優(yōu)選在氧化物內(nèi)發(fā)生。
[0038]在圖2的示例中，擴(kuò)散壁壘槽71的底部73與半導(dǎo)體體身10鄰接。擴(kuò)散壁壘槽71的底部73和側(cè)壁75具有壁壘氮化硅層57，其可以與豎直的擴(kuò)散阻擋50的氮化硅層52連接。在圖2的示例中，壁壘氮化硅層57在底部73的區(qū)域中直接接觸半導(dǎo)體體身10的上側(cè)，但是不伸入到半導(dǎo)體體身10中。
[0039]此外，所述槽可以用酰亞氨一稱為槽酰亞氨74—填充。該槽酰亞氨74可以與擴(kuò)散阻擋的酰亞氨54連接并且與其一起實(shí)施。
[0040]圖3示出用于阻止在橫向上的擴(kuò)散的擴(kuò)散壁壘700的另一個(gè)示例(橫向的擴(kuò)散壁壘700)。圖3的半導(dǎo)體器件3在很大程度上相應(yīng)于圖2的半導(dǎo)體器件2，其中給相似的和相同的特征配備相同的附圖標(biāo)記。相對(duì)于圖2的半導(dǎo)體器件2，圖3的半導(dǎo)體器件3具有更深的槽710形式的更深的橫向的擴(kuò)散壁壘700，該更深的槽710伸入直至半導(dǎo)體體身13中。深槽710的底部730因此位于半導(dǎo)體體身13的正面下面。通過將槽710更深地實(shí)施和將該槽與半導(dǎo)體體身13的硅重疊，場氧化物42能夠被更好地分成場氧化物邊緣區(qū)域426和場氧化物單元區(qū)域422。移動(dòng)離子的橫向擴(kuò)展因此可以還要更好地被阻止。
[0041]在圖2和3的半導(dǎo)體器件2、3中，單元絕緣402并且尤其足中間氧化物單元區(qū)域442、場氧化物單元區(qū)域422和柵極氧化物46被無縫地密封，也就是說連續(xù)地由阻擋擴(kuò)散的或者阻礙的材料包圍，使得沒有移動(dòng)離子能夠侵入。除用氮化硅52、57覆蓋以外，單元絕緣402由源極墊26的金屬和由半導(dǎo)體體身10、13包圍，它們?nèi)勘硎緮U(kuò)散壁壘或者擴(kuò)散阻擋。由此得出單元絕緣402的從邊緣區(qū)域直到芯片內(nèi)部或者到單元場20的無縫的連續(xù)封閉的密封，使得沒有移動(dòng)離子能夠侵入。
[0042]此外可以規(guī)定，密封或者擴(kuò)散阻擋的不同元件重疊以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于移動(dòng)離子的可靠密封。因此，如在圖1到3中所示，氮化硅52和酰亞氨54在源極連接端子26處分別具有重疊526、546,在所述重疊處氮化娃52和酰亞氨54在金屬26上繼續(xù)伸出一段。該重疊可以通過如在圖3中所示的深槽710補(bǔ)充，使得在半導(dǎo)體器件的每一個(gè)位置處都最優(yōu)地密封單元絕緣402。[0043]圖4以俯視圖示出圖2和3的半導(dǎo)體器件2、3。半導(dǎo)體器件2、3的不同之處在于槽71、710的深度，該深度在俯視圖中看不出來，從而俯視圖沒有區(qū)別。橫向的擴(kuò)散壁壘70、700環(huán)繞單元場20或者環(huán)繞柵極區(qū)域30設(shè)置。槽71、710優(yōu)選環(huán)繞地構(gòu)造為封閉的環(huán)，使得在任何位置處都不在邊緣區(qū)域中的邊緣場氧化物426和單元區(qū)域中的單元場氧化物422之間產(chǎn)生連接。兩個(gè)區(qū)域通過槽71、710彼此分開，并且彼此不具有連接。同樣地，中間氧化物44分成中間氧化物邊緣區(qū)域446和中間氧化物單元區(qū)域442。由此可以阻止移動(dòng)離子從器件的邊緣60向單元場20擴(kuò)散。替代于完全環(huán)繞的環(huán)，在適當(dāng)?shù)奈恢锰幘哂兄袛嗟拇蜷_的或者中斷的環(huán)也是可能的。
[0044]盡管擴(kuò)散壁壘70、700在這里沿半導(dǎo)體器件2、3的側(cè)邊緣60示出，但是擴(kuò)散壁壘70,700的設(shè)置也可以以另外的方式進(jìn)行?？梢栽O(shè)想，擴(kuò)散壁壘70、700僅圍繞柵極區(qū)域設(shè)置。也可以在一個(gè)半導(dǎo)體器件處設(shè)置多個(gè)擴(kuò)散壁壘70、700。也可以將多個(gè)擴(kuò)散壁壘70、700彼此連接、交叉或者彼此重疊地設(shè)置。
[0045]有利的是，擴(kuò)散壁壘70、700構(gòu)成封閉的環(huán)，使得要保護(hù)的區(qū)域與移動(dòng)離子能夠侵入的區(qū)域完全隔離。
[0046]圖5和6示出半導(dǎo)體器件5、6的另外的示例，該半導(dǎo)體器件5、6可以由專業(yè)人員沒有困難地與圖2到4的示例組合。如圖5和6中所示的，在半導(dǎo)體器件的邊緣區(qū)域中也可以提供一個(gè)或者多個(gè)邊緣溝261、263。這些邊緣溝261、263例如可以設(shè)計(jì)為碎屑阻擋。擴(kuò)散壁壘701、702可以設(shè)置在兩個(gè)或者更多個(gè)溝261和263之間設(shè)置。
[0047]圖5和6的示例的不同之處基本上在于槽711、712的深度。在圖5的示例中，氮化硅構(gòu)成的槽底731位于半導(dǎo)體體身15上。在圖6的示例中，槽712伸入到半導(dǎo)體體身16中并且氮化硅構(gòu)成的槽底732位于半導(dǎo)體體身15的表面之下，使得在該示例中形成阻擋擴(kuò)散的槽712與半導(dǎo)體體身16的重疊，如參考圖3所說明的那樣。
[0048]擴(kuò)散壁壘70、700、701、702在上述說明中被作為槽71、710、711、712說明，它們用氮化硅層52、57、520和酰亞氨54、540填充。該實(shí)施方式能夠容易地集成到現(xiàn)有過程中。也可以省略酰亞氨填充74、740或者槽71、710、711、712可以完全用氮化硅52、57、520填充。也可以使用較薄的壁壘，例如以豎直的氮化硅壁的形式，其把單元區(qū)域20與邊緣區(qū)域60隔離并且因此把絕緣40分成單元絕緣402和邊緣絕緣406。
[0049]圖7示出擴(kuò)散壁魚的另一個(gè)示例。在該示例中單元區(qū)域20相應(yīng)于圖2,其中在這里擴(kuò)散壁壘707未實(shí)施為完全的槽。在該示例中，擴(kuò)散壁壘707實(shí)施為單側(cè)的槽并且僅具有單元場側(cè)的側(cè)壁752。圖7的擴(kuò)散壁壘707的底部737進(jìn)一步通向器件的側(cè)邊緣60并且與半導(dǎo)體體身10直接接觸。底部737在半導(dǎo)體體身10的邊緣區(qū)域760中結(jié)束，在那里該底部737與半導(dǎo)體體身10直接接觸。如圖2中那樣的第二槽壁在該示例中省略。
[0050]除第二槽壁以外，在圖7的示例中也不存在場氧化物邊緣區(qū)域或者中間氧化物邊緣區(qū)域。場氧化物422和中間氧化物442在圖7的示例中在單元側(cè)的槽壁752處結(jié)束。
[0051]底部737可以包括壁壘氮化物層527，其可以與豎直的擴(kuò)散阻擋50的氮化硅層52連接。壁壘氮化物層527直接接觸地位于半導(dǎo)體體身10的上側(cè)上，然而不伸入到半導(dǎo)體體身10中。壁壘氮化物層527的氮化物與位于其下的、半導(dǎo)體體身10的硅直接接觸，因此兩種密封的材料在這里也掐斷移動(dòng)離子的擴(kuò)散。壁壘氮化物層527與位于其下的、半導(dǎo)體體身10的硅的直接接觸可以在從單元場20朝向半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣60的方向上經(jīng)過幾gm直到IOOgm的長度，例如在10到30gm的范圍內(nèi)。
[0052]壁壘氮化物層527可以在其整個(gè)區(qū)域內(nèi)由壁壘酰亞氨層547覆蓋，該壁壘酰亞胺層與擴(kuò)散阻擋的酰亞氨54連接并且可以與其一起實(shí)施。
[0053]具有壁壘氮化物層527和壁壘酰亞氨層547的底部737可以引導(dǎo)直至半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣60，但是也可以在側(cè)邊緣60和單元場側(cè)的側(cè)壁752之間的區(qū)域中結(jié)束，如在圖7中所示的，使得具有裸露的半導(dǎo)體材料的區(qū)域107保持裸露或者敞開。該裸露的半導(dǎo)體區(qū)域107可以是未摻雜的娃、至少部分未摻雜的外延層、均勻摻雜的半導(dǎo)體材料。該裸露的半導(dǎo)體區(qū)域107可以是n摻雜的或者是p摻雜的。裸露的敞開的半導(dǎo)體區(qū)域107在從晶片中分出半導(dǎo)體器件10時(shí)是有利的，因?yàn)樵谶@里可以更好地鋸開。其他的分開方法如激光切割或者等離子體切割也可以在裸露的半導(dǎo)體材料上更簡單地并且更加無錯(cuò)誤地執(zhí)行。
[0054]圖8示出擴(kuò)散壁壘708的另一個(gè)示例。單元區(qū)域20在該示例中相應(yīng)于圖3，其中在這里擴(kuò)散壁壘708也不實(shí)施為完全的槽。擴(kuò)散壁壘708實(shí)施為單側(cè)的槽并且僅具有單元場側(cè)的側(cè)壁758，其中與圖7的示例不同在這里該側(cè)壁也橫向限制半導(dǎo)體體身18。圖8的擴(kuò)散壁壘708的底部738在本示例中在半導(dǎo)體18的豎直方向上設(shè)置在場氧化物422和中間氧化物442的下面。另外，該半導(dǎo)體區(qū)域具有邊緣區(qū)域768中的凹陷187，在那里半導(dǎo)體體身18具有比在單元場20中小的厚度。該凹陷延續(xù)直到半導(dǎo)體體身18的側(cè)邊緣60并且至少部分地與擴(kuò)散壁壘的底部738直接接觸。
[0055]如圖3中的第二槽壁在本示例中省略。在圖8的示例中也沒有場氧化物邊緣區(qū)域或者中間氧化物邊緣區(qū)域。場氧化物422和中間氧化物442在圖8的示例中在單元側(cè)的槽壁758處結(jié)束。
[0056]底部738可以包括壁壘氮化物層528，其可以與豎直的擴(kuò)散阻擋50的氮化硅層52連接。壁壘氮化物層528直接接觸地位于半導(dǎo)體體身18的上側(cè)上，并且在豎直和在水平方向上部分覆蓋該半導(dǎo)體體身。壁壘氮化物層528的氮化物與位于其下的、半導(dǎo)體體身18的硅直接接觸并且因此兩種密封材料在這里也掐斷移動(dòng)離子的擴(kuò)散。通過橫向的限制和半導(dǎo)體體身18在邊緣區(qū)域768中的凹陷再次改善對(duì)移動(dòng)離子的侵入的屏蔽。
[0057]壁壘氮化物層528與位于其下的、半導(dǎo)體體身18的硅的直接接觸可以在從單元場20到半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣60的方向上經(jīng)過幾gm直到IOOgm的長度，例如在10到30gm的范圍內(nèi)。
[0058]壁壘氮化物層528可以在其整個(gè)區(qū)域內(nèi)由壁壘酰亞氨層548覆蓋，該壁壘酰亞胺層與擴(kuò)散阻擋的酰亞氨54連接并且可以與其一起實(shí)施。
[0059]具有壁壘氮化物層528和壁壘酰亞氨層548的底部738可以引導(dǎo)直到半導(dǎo)體器件18的側(cè)邊緣60，但是也可以在側(cè)邊緣60和單元場側(cè)的側(cè)壁758之間的區(qū)域中結(jié)束，如在圖8中所示的，使得具有裸露的半導(dǎo)體材料的區(qū)域108保持裸露或者敞開。該裸露的半導(dǎo)體區(qū)域108可以是未摻雜的娃、至少部分未摻雜的外延層、均勻摻雜的半導(dǎo)體材料。該裸露的半導(dǎo)體區(qū)域108可以是n摻雜的或者是p摻雜的。該裸露的敞開的半導(dǎo)體區(qū)域108在從晶片中分出半導(dǎo)體器件10時(shí)是有利的，因?yàn)樵谶@里能夠更好地鋸開。其他的分開方法如激光切割或者等離子體切割也可以在裸露的半導(dǎo)體材料上更簡單地并且更加無錯(cuò)誤地執(zhí)行。
【權(quán)利要求】
1.半導(dǎo)體器件(2、3、5、6),包括: -半導(dǎo)體體身(10、13、15、16)， -半導(dǎo)體體身處的絕緣(40)， -至少部分在半導(dǎo)體體身中的單元場(20)，所述單元場包括至少一個(gè)p_n結(jié)和至少一個(gè)觸點(diǎn)接通； 其中絕緣(40)的單元區(qū)域(402、422、442)在半導(dǎo)體體身的橫向上由環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702、707、708)限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702、707、708)封閉地包圍單元場(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702、707,708)設(shè)置在半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣(60)和單元場(20)之間。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702、707、708)包括氮化硅。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702)包括酰亞氨。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中擴(kuò)散壁壘在半導(dǎo)體器件的側(cè)邊緣(60)和單元場(20)之間的區(qū)域中與半導(dǎo)體體身接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述`的半導(dǎo)體器件，其中擴(kuò)散壁壘(710、712)在單元場(20)中伸入到半導(dǎo)體體身的表面下面的區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體體身在邊緣區(qū)域(768)中具有凹陷(187)，該凹陷延伸直到側(cè)邊緣(60)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(707、708)在側(cè)邊緣(60)之前結(jié)束。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(707、708)在所述邊緣區(qū)域中在水平方向上覆蓋半導(dǎo)體體身。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的半導(dǎo)體器件，其中擴(kuò)散壁壘包括槽(71、710、711、712)，所述槽截?cái)嘟^緣(40)并且將所述絕緣(40)分成單元區(qū)域(402、422、442、462)和邊緣區(qū)域(406、426、446、466)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中槽(710、712)伸入到半導(dǎo)體體身(13)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體器件，其中槽(71、710、711、712)包括至少一個(gè)由氮化硅組成的槽邊緣(75、750、751、752)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13之一所述的半導(dǎo)體器件，其中槽(71、710、711、712)用酰亞氨(74、740、741、741)填充。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中所述絕緣(40)包括二氧化硅。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中環(huán)繞的擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702)在半導(dǎo)體體身的豎直方向上覆蓋絕緣(40)的單元段(402、422、442)。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中絕緣(40)的單元段(402、422、442)完全由阻擋擴(kuò)散的元件包圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)阻擋擴(kuò)散的元件彼此重疊地設(shè)置。
19.場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件(2、3、5、6)，包括: -半導(dǎo)體體身(10、13、15、16)， -在半導(dǎo)體體身的至少一側(cè)處的絕緣(40、42、44)， -至少部分在半導(dǎo)體體身中的單元場，所述單元場包括至少一個(gè)P_n結(jié)和至少一個(gè)觸點(diǎn)接通，并且其中該單元場包括至少一個(gè)柵極電極，所述柵極電極通過絕緣(40)的至少一個(gè)柵極段(46)與半導(dǎo)體體身電氣絕緣， 其中擴(kuò)散壁壘(70、700、701、702)在絕緣(40)的柵極段(46)和場效應(yīng)控制的半導(dǎo)體器件(2、3、5、6) 的側(cè)邊緣(60)之間在半導(dǎo)體體身的橫向上將所述絕緣(40)分開。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103681787SQ201310536514
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】G·布拉澤, P·內(nèi)勒, G·欣德勒, M·聰?shù)聽? 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司