[发明专利]包括二极管的半导体装置和制造半导体装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括二极管的半导体装置和制造半导体装置的方法。

背景技术

新半导体技术的一个发展目标在于进一步减少半导体装置（例如晶体管单元）的尺寸。在缩小半导体装置时，必须考虑能量容量的限制。作为一个实例，功率装置需要承受短路箝位或短路脉冲。当缩小装置面积时，这些装置需要消散每单位面积的增加能量密度。

期望提高半导体装置吸收脉冲能量的能力，并期望提供一种制造这种半导体装置的方法。

发明内容

根据半导体装置的一个实施方式，半导体装置包括在第一导电类型的半导体主体中的晶体管单元区域。半导体装置还包括在晶体管单元之间的晶体管单元区域中的第一沟槽。第一沟槽从第一侧面延伸到半导体主体中并包括在侧壁电耦合至半导体主体的pn结二极管。

根据制造半导体装置的方法的一个实施方式，该方法包括在第一导电类型的半导体主体中形成晶体管单元区域。该方法还包括在晶体管单元之间的晶体管单元区域中形成第一沟槽。第一沟槽从第一侧面延伸到半导体主体中并包括在侧壁电耦合至半导体主体的pn结二极管。

在阅读完下面的详细描述并在查看附图之后，本领域技术人员将认识到额外的特征和优点。

附图说明

附图被包括用以提供对本发明的进一步理解并被并入且构成本说明书的一部分。附图示出本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。本发明的其它实施方式和很多预期的优点由于它们通过参考下面的详细描述将变得更好理解而被很容易理解。附图中的元件相对于彼此不一定按比例绘制。相同的标号表示相应的类似部分。

图1示出了包括沟槽中的pn结二极管的垂直功率晶体管装置的一个实施方式的截面图。

图2示出了包括具有沟槽中的pn结二极管的功率晶体管装置的集成电路的一个实施方式的截面图。

图3示出了包括具有穿过半导体衬底延伸的沟槽中的pn结二极管的功率晶体管装置的集成电路的一个实施方式的截面图。

图4示出了包括功率晶体管装置、穿过半导体衬底延伸的第一沟槽中的pn结二极管和穿过半导体衬底延伸的第二沟槽中的电介质隔离的集成电路的一个实施方式的截面图。

图5示出了包括沟槽中的pn结二极管和沟槽的底面处的电介质的垂直功率晶体管装置的一个实施方式的截面图。

图6示出了切换电感负载并包括用于功耗的二极管D1和D2的电路的一个实施方式。

图7示出了制造包括沟槽中的pn结二极管的半导体装置的过程流程的一个实施方式。

图8A至图8H示出了贯穿制造包括沟槽中的pn结二极管的半导体装置的一个实施方式的过程的半导体衬底的示意截面图。

图9A至图9G示出了贯穿制造包括第一沟槽中的pn结二极管和第二沟槽中的电介质隔离的半导体装置的一个实施方式的过程的半导体衬底的示意截面图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，参考形成本发明的一部分的附图，其中通过图解的方式示出可实施本发明的具体实施方式。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可利用其它实施方式且可进行结构或逻辑的改变。例如，对于一个实施方式而示出或描述的特征可用于或结合其它实施方式以产生又一实施方式。其目的在于本发明包括这些修改和变化。使用特定的语言（其不应被解释为限制所附权利要求书的范围）描述实施方式。附图不进行缩放且仅供说明之用。为清楚起见，如果没有另外说明，相应元件已在不同的附图中由相同的标号指定。

术语“具有”、“包含（containing）”、“包括（including）”、“包括(comprising)”等是开放的，且这些术语表明所述的结构、元件或特征的存在，但不排除其它元件或特征。冠词“一个”和“所述”旨在包括复数以及单数，除非上下文清楚地另有指示。

附图示出通过在掺杂类型“n”或“p”之后的“^–”或“⁺”表示的相对掺杂浓度。例如，“n^-”是指低于“n”掺杂区的掺杂浓度的掺杂浓度，同时“n+”掺杂区具有比“n”掺杂区高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区域可具有相同或不同的绝对掺杂浓度。