可靠且強(qiáng)健的電接觸件的制作方法
【專利說明】可靠且強(qiáng)健的電接觸件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年12月 15日提交的標(biāo)題為“Reliable and Robust Wire BondingOver Gate Bus on a DLM Structure”的第62/092，155號臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。在此通過參考將該臨時(shí)申請的公開內(nèi)容全部并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及可靠且強(qiáng)健的電接觸件。
【背景技術(shù)】
[0004]在各種應(yīng)用中使用垂直功率晶體管，諸如基于IV族的溝槽型場效應(yīng)晶體管(溝槽FET)。例如，基于硅的溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體FET(溝槽M0SFET)可用于實(shí)施功率轉(zhuǎn)換器，諸如同步整流器或者直流(DC)至DC功率轉(zhuǎn)換器。
[0005]雙層金屬(DLM)溝槽MOSFET結(jié)構(gòu)使用兩個(gè)至少部分重疊的金屬層以提供源極接觸件和柵極接觸件，從而增加器件的有源區(qū)域而不增加器件尺寸。在傳統(tǒng)的DLM結(jié)構(gòu)中，連續(xù)的金屬間電介質(zhì)通常夾置在重疊的金屬層之間并用于使源極接觸件和柵極接觸件相互隔離。然而，例如由于鍵合接線附接至源極接觸件引起的應(yīng)力會導(dǎo)致斷裂穿過連續(xù)的金屬間電介質(zhì)層的部分而傳播。這種金屬間電介質(zhì)的斷裂會不期望地在源極接觸件和柵極接觸件之間產(chǎn)生短路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開涉及一種可靠且強(qiáng)健的電接觸件，基本如圖中至少一幅圖所示和/或如結(jié)合圖中至少一幅圖所述那樣，并且如權(quán)利要求中所闡述那樣。
【附圖說明】
[0007]圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于制造可靠且強(qiáng)健的電接觸件的示例性方法的流程圖。
[0008]圖2A示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的初始動作的結(jié)果的截面圖。
[0009]圖2B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的后續(xù)動作的結(jié)果的截面圖。
[0010]圖2C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的圖2B所示截面中示出的結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0011]圖2D示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的后續(xù)動作的結(jié)果的截面圖。
[0012]圖2E示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的后續(xù)動作的結(jié)果的截面圖。
[0013]圖2F示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的圖2E的截面圖中示出的結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0014]圖2G示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的后續(xù)動作的結(jié)果的截面圖。
[0015]圖2H示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行根據(jù)圖1的示例性流程圖的最終動作的結(jié)果的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下描述包含關(guān)于本公開的實(shí)施方式的具體信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，本公開可以以與本文具體討論的不同方式來實(shí)施。本申請中的附圖及其隨附的詳細(xì)描述僅僅涉及示例性的實(shí)施方式。除非另有指定，否則圖中類似或?qū)?yīng)的元件可以通過類似或相應(yīng)的參考標(biāo)號來表示。此外，本申請的附圖和說明一般不按比例，并且不旨在對應(yīng)于實(shí)際的相對尺寸。
[0017]如上所述，在各種應(yīng)用中使用垂直功率晶體管，諸如基于IV族的溝槽型場效應(yīng)晶體管(溝槽FET) ο例如，基于硅的溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體FET(溝槽MOSFET)可用于實(shí)施功率轉(zhuǎn)換器，諸如同步整流器或者直流(DC)至DC功率轉(zhuǎn)換器。
[0018]進(jìn)一步如上所述，雙層金屬(DLM)溝槽MOSFET結(jié)構(gòu)使用兩個(gè)至少部分重疊的金屬層以提供源極接觸件和柵極接觸件，從而增加器件的有源區(qū)域而不增加器件尺寸。在傳統(tǒng)的DLM結(jié)構(gòu)中，連續(xù)的金屬間電介質(zhì)通常被夾置在重疊的金屬層之間并用于使源極接觸件和柵極接觸件相互隔離。然而，例如由于鍵合接線附接至源極接觸件引起的應(yīng)力會導(dǎo)致斷裂穿過連續(xù)的金屬間電介質(zhì)層的部分而傳播。這種金屬間電介質(zhì)的斷裂會不期望地在源極接觸件和柵極接觸件之間產(chǎn)生短路。
[0019]本申請公開了一種可靠且強(qiáng)健的電接觸件，其被設(shè)計(jì)為避免與傳統(tǒng)DLM結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的缺陷。根據(jù)本申請中描述的示例性實(shí)施方式，這種電接觸件包括從位于有源裸片的表面上方的第一金屬層圖案化而成的接觸焊盤。多個(gè)電介質(zhì)島位于接觸焊盤上方，電介質(zhì)島通過形成在電介質(zhì)島之間和形成在電介質(zhì)島上方的第二金屬層的對應(yīng)部分而相互隔開。從第一金屬層圖案化而成的接觸焊盤、電介質(zhì)島和第二金屬層提供了可靠且強(qiáng)健的電接觸件。
[0020]圖1示出了用于制造可靠且強(qiáng)健的電接觸件的示例性方法的流程圖100。對有源裸片的一部分執(zhí)行由流程圖100描述的示例性方法，其可以被實(shí)施以提供功率晶體管(諸如IV族或II1-V族晶體管)或集成電路(IC)。
[0021]參照圖2A至圖2H，這些附圖所示的結(jié)構(gòu)201-206示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行流程圖100的方法的結(jié)果。例如，圖2A的截面圖所示的結(jié)構(gòu)201表示有源裸片210，該有源裸片210具有位于表面222上方的第一金屬層220(動作101)。圖2B的截面圖和圖2C的頂視圖所示的結(jié)構(gòu)202示出了從第一金屬層220圖案化而成的接觸焊盤234(動作102)。圖2D的截面圖所示的結(jié)構(gòu)203示出了電介質(zhì)層250形成在接觸焊盤234上方(動作103)，等等。
[0022]參照流程圖100，在圖1中結(jié)合圖2A，流程圖100開始于提供有源裸片210，該有源裸片210具有位于有源裸片210的表面222上方的第一金屬層220(動作101)。如圖2A的截面圖所示，有源裸片210包括位于有源裸片210的底面處的重?fù)诫sN型漏極212以及位于重?fù)诫sN型漏極212上方的N型漂移區(qū)214。此外，有源裸片210包括位于N型漂移區(qū)214上方的P型本體區(qū)216以及位于P型本體區(qū)216上方的重?fù)诫sP型本體擴(kuò)散層218。此外在圖2A中示出了電介質(zhì)部分224和第一金屬層220，它們均被示出位于有源裸片210的表面222上方。
[0023]使用本領(lǐng)域常用的任何材料和任何技術(shù)來形成電介質(zhì)部分224。例如，電介質(zhì)部分224可以由形成在有源裸片210的表面222上方的電介質(zhì)層諸如鈍化層圖案化而成。電介質(zhì)部分224例如可以由氮化硅(Si3N4)或二氧化硅(S12)形成。
[0024]例如，第一金屬層220可以是鋁(Al)層，或者可以由鋁合金形成，諸如鋁-硅(Al-Si)或鋁-硅-銅(Al-S1-Cu)。在一些實(shí)施方式中，第一金屬層220可以是相對較薄的金屬層，諸如厚度在大約I微米至大約2微米(0.5μηι-2.5μηι)的范圍內(nèi)。然而，在其他實(shí)施方式中，金屬層220可具有多達(dá)近似10.Ομπι以上的厚度。
[0025]移至圖2Β和圖2C，繼續(xù)參照流程圖100，在圖1中，流程圖100繼續(xù)從第一金屬層220圖案化接觸焊盤(動作102)。圖2Β示出了包括從第一金屬層220圖案化而成的接觸焊盤234的結(jié)構(gòu)202的截面圖，而圖2C示出了結(jié)構(gòu)202的頂視圖，透視線2Β-2Β對應(yīng)于圖2Β所示的截面。從圖2C明顯看出，圖2Β所示的截面圖在重?fù)诫sP型源極擴(kuò)散層218內(nèi)查看，并且平行于重?fù)诫sN型源極區(qū)域244以及平行于包括對應(yīng)柵電極246和柵極電介質(zhì)248的柵極溝槽240。此夕卜，圖2C中示出了柵極焊盤236以及位于電介質(zhì)部分224上方且基本垂直于圖2Β所示截面圖而定向的柵極總線238。
[0026]注意，通過參照本申請的各附圖，圖2Α-圖2Η中由相同參考標(biāo)號表示的部件分別相互對應(yīng)并且可以共享它們所具有的任何特性。換句話說，圖2C中包括柵極溝槽240、重?fù)诫sN型源極區(qū)域244和重?fù)诫sP型本體擴(kuò)散層218的有源裸片210對應(yīng)于圖2