[发明专利]半导体管芯及其制造方法

说明书

公开了半导体管芯及其制造方法。本发明涉及半导体管芯(1)，其具有：半导体本体(2)，其包括有源区(3)；金属化(4)，其被形成在半导体本体(2)上；钝化(20)，其被形成在金属化(4)上，金属化(4)包括钛层(4.1)、氮化钛层(4.2)和钨层(4.3)中的至少之一并且钝化(20)包括氧化硅层(20.1)。

技术领域

本公开涉及具有半导体本体的半导体管芯，在半导体本体中形成有源区。

背景技术

在半导体本体的有源区中，例如可以形成竖向场效应晶体管，其在具有栅极电极的栅极区横向旁边的本体区中具有竖向沟道。经由所施加的栅极电压，可以控制沟道形成，例如在源极和漏极之间的竖向电流流动。这将在不限制权利要求和描述的通用性的情况下说明在有源区中形成的可能的器件。

发明内容

本申请的目的是提供改进的半导体管芯以及制造这样的管芯的方法。

该目的是通过权利要求1的半导体管芯实现的，以及此外是通过权利要求12的方法实现的。在包括有源区的半导体本体上形成金属化，该金属化包括钛(Ti)层和/或氮化钛(TiN)层和/或钨(W)层。在该金属化上，形成包括氧化硅层的钝化。

Ti和/或TiN和/或W层可以例如允许精细结构化的导体线路。对于功率器件而言，例如，在各单独的晶体管单元的布线方面，这可能是感兴趣的，参见下面的详述。另一方面，例如精细结构化的导体线路的尖锐的形貌边缘和小的距离可能导致高电场产生，高电场可能触发或驱动扩散过程，特别是鉴于上面提到的金属化材料。在这方面，氧化硅可以例如允许更厚的钝化，例如与具有相同厚度的氮化硅钝化相比具有更低的机械应力水平。这可以降低对例如在所提到的尖锐边缘处的裂纹形成的敏感度，并且由此因而降低对钨或钛的腐蚀和扩散的敏感度。

贯穿本公开并且特别是在从属权利要求中提供了有利的实施例和特征。各个特征将是独立于特定的权利要求类别而公开的，本公开涉及装置方面和器件方面，而且还涉及方法方面和用途方面。例如，如果描述了以特定方式制造的管芯，则这也是相应的制造处理的公开，并且反之亦然。一般而言，本申请的方法是在形成在半导体本体上的金属化上，例如在形成在半导体本体上的绝缘层上形成具有氧化硅层的钝化。

一般而言，金属化可以仅由上面提到的层(Ti/TiN/W)之一构成。特别是，其可以是包括至少两层(例如TiN/W或Ti/W)的堆叠，特别是包括所有三层的堆叠。下面，“Ti/TiN/W金属化”指代层中的任一层或具有它们中的两个或更多个的堆叠。与层数无关地，金属化可以例如具有不大于500 nm、400 nm、300 nm或200 nm的总厚度。通过限制厚度，可以避免太大的台阶，降低了对裂纹的敏感度。可能的下限可以是例如50 nm。

金属化的相应的层可以例如由按重量至少百分之五十(wt%)的相应材料(Ti或TiN或W)构成，从而Ti层由至少50 wt%的Ti构成和/或TiN层由至少50 wt%的TiN构成和/或W层由至少50 wt%的W构成。相应的层中的相应材料的重量百分比的进一步的下限可以是60wt%、70 wt%、80 wt%或90 wt%，相应的层还可以整体上由相应的材料(100 wt%)构成。用于仅部分地由相应材料构成的层的示例可以是例如附加地包括Ti的W层，Ti具有例如10~30wt%(例如大约20 wt%)的重量百分比。

在半导体本体的有源区中，可以形成晶体管器件，其包括例如并联连接的多个晶体管单元。金属化特别是可以被形成在布置于半导体本体上的绝缘层(例如硼磷硅玻璃(BPSG))上。在Ti/TiN/W金属化上，可以形成前侧金属接触，特别是铜或铝金属化，例如AlCu。Ti/TiN/W金属化可以至少部分地延伸到管芯的有源区域外部，即在边缘终止区而不是有源区之上。与后者相反，例如没有电流流动通过边缘终止区中的半导体本体。