DE102012108478A1

DE102012108478A1 - Halbleiterstruktur und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102012108478A1
Application number: DE102012108478A
Authority: DE
Inventors: Dieter Claeys; Bernd Eisener; Guenter Pfeifer; Detlef Wilhelm
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-03-21
Also published as: US8592883B2; US8796089B2; CN103022017A; CN103022017B; US20140080280A1; US20130069198A1

Abstract

Eine Ausführungsform könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend; ein Werkstück mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und einen Kondensator, der in dem Werkstück angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die elektrisch an eine Rückseite des Werkstücks gekoppelt ist. In einer Ausführungsform könnte die Bodenelektrode einen leitenden Pfad zur Vorderseite des Werkstücks bilden. In einer Ausführungsform könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Halbleiterstrukturen und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterstrukturen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kondensatoren können ein Teil von Halbleiterstrukturen sein. Zum Beispiel könnten Kondensatoren Teil von Halbleiter-Chips, integrierten Schaltungen oder Halbleitervorrichtungen sein. Zu Beispielen von Kondensatoren zählen, ohne aber darauf beschränkt zu sein, gestapelte Kondensatoren, Metall-Isolator-Metall (MIM)-Kondensatoren, Grabenkondensatoren und Vertikal-Parallel-Platten (VPP)-Kondensatoren. Es sind neue Kondensatorstrukturen erforderlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A bis 14 zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt eine Halbleiterstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 bis 20 zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
21 zeigt eine Halbleiterstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung einfache und insbesondere wirkungsvolle Halbleiterstrukturen und ein einfaches und insbesondere wirkungsvolles Verfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Halbleiterstruktur des Anspruchs 1, durch die Halbleiterstruktur der Nebenansprüche und durch das Verfahren gemäß Nebenanspruch gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Außerdem werden die folgenden Ausgestaltungen angegeben:

16. Halbleiterstruktur, aufweisend: ein Werkstück mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und einen Kondensator, der in dem Werkstück angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Elektrode enthält, die elektrisch an die Rückseite des Werkstücks gekoppelt ist.
17. Struktur nach Punkt 16, wobei das Werkstück ein Stapel aus mindestens einer zweiten Schicht über einer ersten Schicht ist.
18. Struktur nach Punkt 16 oder 17, wobei die Elektrode elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
19. Struktur nach einem der Punkte 16 bis 18, wobei das Werkstück ein Stapel aus mindestens einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht über der ersten Schicht und einer dritten Schicht über der zweiten Schicht ist.
20. Struktur nach einem der Punkte 16 bis 19, wobei die Elektrode elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
21. Struktur nach einem der Punkte 16 bis 20, wobei der Kondensator ein Grabenkondensator ist.
22. Struktur nach einem der Punkte 16 bis 21, wobei die Elektrode eine Bodenelektrode ist.
23. Struktur nach einem der Punkte 16 bis 22, wobei die Elektrode einen leitenden Pfad zu einer Vorderseite des Werkstücks bildet.
24. Halbleiterstruktur, aufweisend: einen Schichtenstapel, der mindestens eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Grabenkondensator, der in dem Stapel angeordnet ist, wobei der Grabenkondensator eine untere Elektrode enthält, die elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
25. Struktur nach Punkt 24, wobei die untere Elektrode ein leitender Pfad durch die zweite Schicht ist.
26. Struktur nach Punkt 24 oder 25, wobei die untere Elektrode ein leitender Pfad zu einer Oberseite des Stapels ist.
27. Struktur nach einem der Punkte 24 bis 26, wobei der Schichtenstapel mindestens eine dritte Schicht über der zweiten Schicht enthält, wobei der Grabenkondensator zusätzlich in der dritten Schicht angeordnet ist.
28. Struktur nach einem der Punkte 24 bis 27, wobei die untere Elektrode ein leitender Pfad durch die zweite und dritte Schicht ist.
29. Struktur nach einem der Punkte 24 bis 28, wobei die untere Elektrode ein leitender Pfad zu einer Oberseite des Stapels ist.
30. Halbleitervorrichtung, aufweisend: einen Schichtenstapel, der mindestens eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Grabenkondensator, der in dem Stapel angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die einen leitenden Pfad zwischen der ersten Schicht und einer oberen Fläche der zweiten Schicht bildet.
36. Halbleiterstruktur, aufweisend: einen Schichtenstapel, der eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Kondensator, der in dem Stapel angeordnet und elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
37. Struktur nach Punkt 36, wobei der Kondensator die erste Schicht elektrisch an eine Vorderseite des Stapels koppelt.
38. Struktur nach Punkt 36 oder 37, wobei der Kondensator einen leitenden Pfad von der ersten Schicht zu einer Vorderseite des Stapels bildet.
39. Struktur nach einem der Punkte 36 bis 38, wobei der Stapel eine dritte Schicht über der zweiten Schicht enthält.
40. Struktur einem der Punkte 36 bis 39, wobei die erste Schicht eine erste Halbleiterschicht ist, die zweite Schicht eine zweite Halbleiterschicht ist und die dritte Schicht eine dritte Halbleiterschicht ist.
41. Struktur nach einem der Punkte 36 bis 40, wobei die erste Halbleiterschicht eine erste dotierte Halbleiterschicht mit einem Dotierungsmittel eines ersten Leitfähigkeitstyps ist, die zweite Halbleiterschicht eine zweite dotierte Halbleiterschicht mit einem Dotierungsmittel des ersten Leitfähigkeitstyps ist und die dritte Halbleiterschicht eine dritte dotierte Halbleiterschicht mit einem Dotierungsmittel eines zweiten Leitfähigkeitstyps ist, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist.
42. Struktur nach einem der Punkte 36 bis 41, wobei der Kondensator einen elektrischen Pfad von der ersten Schicht zu einer Vorderseite des Stapels bildet.
43. Struktur nach einem der Punkte 36 bis 42, wobei der Kondensator ein Grabenkondensator ist.

Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die zur Veranschaulichung spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen zeigen, in welchen die Erfindung ausgeführt werden könnte. Diese Ausführungsformen sind ausreichend im Detail beschrieben, so dass ein Fachmann die Erfindung ausführen kann. Es könnten andere Ausführungsformen verwendet werden und strukturelle, logische und elektrische Änderungen könnten vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsformen sind nicht unbedingt wechselseitig ausschließend, da einige Ausführungsformen mit einer oder mehreren anderen Ausführungsform(en) zur Bildung neuer Ausführungsformen kombiniert werden können.
1A zeigt eine Halbleiterstruktur 1010A, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die Struktur 1010A enthält eine erste Halbleiterschicht 110. Eine zweite Halbleiterschicht 120 ist über der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Eine dritte Halbleiterschicht 130 ist über der zweiten Halbleiterschicht 120 gebildet.
Die Schichten 110, 120, 130 bilden einen Schichtenstapel 123. In der dargestellten Ausführungsform hat der Schichtenstapel 123 eine vordere oder obere Seite FS wie auch eine hintere oder untere Seite BS. Die vordere Seite FS könnte einer oberen Fläche der Schicht 130 entsprechen. Die hintere Seite BS könnte der unteren Fläche der Schicht 110 entsprechen. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass der Schichtenstapel nur eine oder zwei Schichten enthält. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass der Schichtenstapel mehr als drei Schichten enthält.
In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass der Schichtenstapel 123 durch eine andere Art von Werkstück ersetzt ist. In einer Ausführungsform könnte das Werkstück ein Halbleiterwerkstück sein. In einer Ausführungsform könnte das Werkstück ein Schichtenstapel sein, der zwei oder mehr Schichten enthält. In einer Ausführungsform könnte das Werkstück ein Schichtenstapel sein, der drei oder mehr Schichten enthält.
In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine dotierte Halbleiterschicht sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine p-dotierte Halbleiterschicht oder eine n-dotierte Halbleiterschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine p-dotierte Halbleiterschicht sein. Die erste Halbleiterschicht 110 könnte zum Beispiel eine p⁺ (p plus) dotierte Halbleiterschicht oder eine p⁺⁺ (p plus plus) dotierte Halbleiterschicht sein. Die erste Halbleiterschicht 110 könnte zum Beispiel Bor-dotiert sein, so dass eine Halbleiterschicht vom p-Typ gebildet wird.
In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 einen spezifischen Widerstand von etwa 50 Mikro-Ohm cm oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 einen spezifischen Widerstand von etwa 30 Mikro-Ohm cm oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 einen spezifischen Widerstand von etwa 20 Mikro-Ohm cm oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 ein Halbleitersubstrat wie ein Bulk-Halbleitersubstrat sein. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 ein Siliziumsubstrat wie ein Bulk-Siliziumsubstrat sein. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine monokristalline Siliziumschicht sein.
Es wird festgehalten, dass in einer Ausführungsform die erste Halbleiterschicht ausreichend dotiert sein kann, um ein leitendes (z.B. elektrisch leitendes) Material zu werden.
Es wird festgehalten, dass in einer Ausführungsform die erste Halbleiterschicht 110 eine Halbleiterschicht vom n-Typ, wie eine n⁺ (n plus) Schicht oder eine n⁺⁺ (n plus plus) Schicht sein kann.
In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine dotierte Halbleiterschicht sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine p-dotierte Halbleiterschicht oder eine n-dotierte Halbleiterschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 denselben Leitfähigkeitstyp aufweisen wie die erste Halbleiterschicht 110. In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine p-dotierte Halbleiterschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine p^–(p minus)-dotierte Halbleiterschicht sein. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte Bor-dotiert sein, so dass eine Halbleiterschicht vom p-Typ gebildet wird. In einer Ausführungsform könnte die Dotierungsmittelkonzentration der zweiten Halbleiterschicht 120 geringer sein als jene der ersten Halbleiterschicht 110. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte einen spezifischen Widerstand aufweisen, der höher ist als jener der ersten Halbleiterschicht 110. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte einen spezifischen Widerstand von etwa 10 Ohm-cm oder mehr haben. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte einen spezifischen Widerstand von etwa 15 Ohm-cm oder mehr haben. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte einen spezifischen Widerstand von etwa 18 Ohm-cm oder mehr haben. Die zweite Halbleiterschicht könnte eine expitaxiale Schicht sein, die über (z.B. direkt auf) der ersten Halbleiterschicht gebildet wird. Die expitaxiale Schicht könnte durch einen Abscheidungsprozess gebildet werden. In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht Silizium, wie monokristallines Silizium, enthalten.
Es wird festgehalten, dass in einer Ausführungsform die zweite Halbleiterschicht eine n-dotierte Schicht sein könnte, wie eine n^– (n minus) dotierte Halbleiterschicht.
In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine dotierte Halbleiterschicht sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine p-dotierte Halbleiterschicht oder eine n-dotierte Halbleiterschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 einen Leitfähigkeitstyp aufweisen, der jenem der ersten Halbleiterschicht 110 entgegengesetzt ist. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 einen Leitfähigkeitstyp aufweisen, der jenem der zweiten Halbleiterschicht 120 entgegengesetzt ist. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 vom n-Typ sein. In einer Ausführungsform könnte die Dotierungsmittelkonzentration der dritten Halbleiterschicht 130 geringer sein als jene der ersten Halbleiterschicht 110. In einer Ausführungsform könnte die Dotierungsmittelkonzentration der dritten Halbleiterschicht geringer sein als jene der zweiten Halbleiterschicht. In einem Beispiel könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine n^– (n minus) dotierte Schicht sein. Die dritte Halbleiterschicht 130 könnte eine expitaxiale Schicht sein, die über (z.B. direkt auf) der zweiten epitaxialen Schicht gebildet ist. Zum Beispiel könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine expitaxiale Sammelschicht sein. Die dritte Halbleiterschicht 130 könnte eine Dicke von etwa 3 Mikron oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine Dicke von etwa 2 Mikron oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine Dicke von etwa 1,2 Mikron aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 Silizium wie monokristallines Silizium enthalten.
Es wird festgehalten, dass in einer Ausführungsform die dritte Halbleiterschicht 130 eine Halbleiterschicht vom p-Typ sein könnte, wie eine p^– (p minus) dotierte Halbleiterschicht.
Es wird festgehalten, dass in einer Ausführungsform eine expitaxiale Schicht durch ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren gebildet werden könnte. Ein mögliches Beispiel für ein Verfahren ist Dampfphasenepitaxie. Es können auch andere Verfahren verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 1A könnte in einen oder mehreren Ausführungsformen die Schicht 110 eine p-dotierte Halbleiterschicht sein, wie eine p⁺ (p plus) dotierte Halbleiterschicht oder eine p⁺⁺ (p plus plus) dotierte Halbleiterschicht, die Schicht 120 könnte eine p-dotierte Halbleiterschicht sein, wie eine p^– (p minus) dotierte Halbleiterschicht, und auch die Schicht 130 könnte eine n-dotierte Halbleiterschicht sein, wie eine n^– (n minus) dotierte Halbleiterschicht.
1B zeigt eine Struktur 1010B. Eine dielektrische Schicht 140 ist über der dritten Halbleiterschicht 130 gebildet. Eine dielektrische Schicht 150 ist über der dielektrischen Schicht 140 gebildet. Die dielektrische Schicht 140 könnte jedes dielektrische Material aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dielektrische Schicht 140 zum Beispiel ein Oxid, ein Nitrid oder ein Oxynitrid aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dielektrische Schicht 140 ein Nitrid, wie ein Siliziumnitrid aufweisen. Die dielektrische Schicht 140 könnte eine Nitridschicht sein.
Die dielektrische Schicht 150 könnte jedes dielektrische Material aufweisen, wie ein Oxid, ein Nitrid oder ein Oxynitrid. In einer Ausführungsform könnten die dielektrische Schicht 150 und die dielektrische Schicht 140 ein unterschiedliches dielektrisches Material aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die dielektrische Schicht 150 ein Oxid wie Siliziumdioxid aufweisen. Die dielektrische Schicht 150 könnte eine Oxidschicht sein.
Die dielektrischen Schichten 140, 150 könnten als Hartmaske für das folgende Ätzen dienen, um Öffnungen 160 zu bilden, wie in 2 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 2 könnte Öffnungen 160 (zum Beispiel Gräben) in der Struktur 1010B von 1B gebildet werden, um die Struktur 1020 von 2 zu bilden. Die Öffnungen 160 könnten in der dielektrischen Schicht 150, in der dielektrischen Schicht 140, in der dritten Halbleiterschicht 130, in der zweiten Halbleiterschicht 120, in der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet werden. Die Öffnungen 160 könnten vollständig durch die dielektrische Schicht 150, vollständig durch die dielektrische Schicht 140, vollständig durch die dritte Halbleiterschicht 130, vollständig durch die zweite Halbleiterschicht 120 und teilweise durch die erste Halbleiterschicht 110 gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform jedoch könnten die Öffnungen 160 vollständig durch die erste Halbleiterschicht 110 gebildet werden. In einer Ausführungsform könnten die Öffnungen 160 eine Tiefe von etwa 10 Mikron oder mehr haben. In einer Ausführungsform könnten die Öffnungen 160 eine Tiefe von etwa 12 Mikron oder mehr haben. In einer Ausführungsform könnten die Öffnungen 160 eine Tiefe von etwa 15 Mikron oder mehr haben.
Die Öffnungen 160 könnten durch Anordnen einer Maskierungsschicht über der dielektrischen Schicht 150 und Strukturieren der Maskierungsschicht gebildet werden. Die Maskierungsschicht könnte eine Photoresistschicht sein. Das Muster von der Maskierungsschicht könnte dann auf die dielektrischen Schichten 140, 150 übertragen werden. Die dielektrische Schicht 140 und/oder die dielektrische Schicht 150 könnten als Hartmaske zur Bildung der Öffnungen 160 in den verbleibenden Schichten 110, 120, 130 verwendet werden.
In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Öffnungen 160 gebildet, die voneinander beabstandet (z.B. seitlich voneinander beabstandet) sind. In anderen Ausführungsformen könnten mehr als zwei Öffnungen gebildet werden, die voneinander beabstandet (z.B. seitlich voneinander beabstandet) sind. Somit könnten mehrere Öffnungen 160 gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform könnte nur eine einzige Öffnung 160 gebildet werden.
Die Öffnungen 160 könnten jede seitliche Querschnittsform aufweisen. Jede Öffnung 160 könnte eine oder mehrere Seitenwandfläche(n) haben. Jede Öffnung 160 könnte eine Bodenfläche haben. Die seitliche Querschnittsform könnte eine derartige Länge und Breite haben, dass die Länge größer ist als die Breite. In der in 2 dargestellten Ausführungsform könnten die Breiten der Öffnungen 160 zur Ebene des Papiers parallel sein, während die Längen der Öffnungen 160 senkrecht zur Ebene des Papiers liegen könnten. Die Längen der Öffnungen 160 können zueinander parallel sein. In einer Ausführungsform könnten die Längen länger als die Breiten sein. In einer Ausführungsform könnten die Öffnungen 160 als Gräben gebildet sein. In einer Ausführungsform könnten die Öffnungen 160 als Löcher gebildet werden. Die Öffnungen 160 könnten mit einem Ätzverfahren gebildet werden. Das Ätzverfahren könnte ein Trockenätzverfahren sein. Unter Bezugnahme auf 3 könnte eine Schicht 170 über der oberen Fläche der Struktur 1020 von 2 gebildet sein, um die Struktur 1030 von 3 zu bilden. Die Schicht 170 könnte eine dotierte Schicht 170 sein. Die dotierte Schicht 170 könnte zum Beispiel eine p-dotierte Schicht oder eine n-dotierte Schicht sein. Die dotierte Schicht 170 könnte über der oberen Fläche der Halbleiterschicht 150 gebildet sein wie auch innerhalb der Öffnungen 160. Die dotierte Schicht 170 könnte über den Seitenwand- und Bodenflächen jeder der Öffnungen 160 gebildet sein. In einer Ausführungsform könnte der Leitfähigkeitstyp der dotierten Schicht 170 derselbe sein wie der Leitfähigkeitstyp der ersten Halbleiterschicht 110. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Schicht 170 eine dotierte dielektrische Schicht sein. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Schicht 170 eine dotierte Glasschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Schicht 170 eine dotierte Siliziumglasschicht sein. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Schicht 170 eine p-dotierte Schicht wie eine p-dotierte Siliziumglasschicht sein. Die p-dotierte Siliziumglasschicht könnte ein Bor-dotiertes Siliziumglas (z.B. BSG) sein. Das BSG könnte mindestens etwa 3% Bor enthalten. Das BSG könnte mindestens etwa 5% Bor enthalten. Das BSG könnte etwa 3% bis etwa 10% Bor enthalten. Das BSG könnte etwa 6% Bor enthalten. Die dotierte Schicht 170 könnte mit einem PECVD-Verfahren gebildet werden. Die Dicke der dotierten Schicht 170 könnte zwischen etwa 150 nm und etwa 250 nm betragen. In einer Ausführungsform könnte die Dicke der dotierten Schicht 170 etwa 200 nm sein.
Es wird festgehalten, dass die dotierte Schicht 170 eine n-dotierte Schicht sein kann, wie ein n-dotiertes Siliziumglas. Das n-dotierte Siliziumglas könnte ein Arsen-dotiertes Siliziumglas oder ein Phosphor-dotiertes Siliziumglas sein.
Unter Bezugnahme auf 4 könnte eine Region 180 um jede der Öffnungen 160 gebildet werden, so dass die Struktur 1040 gebildet wird. Die Regionen 180 könnten dotierte Regionen 180 sein. Die dotierte Regionen 180 könnten durch Ausdiffundieren des Dotierungsmittels aus der dotierten Schicht 170 und in die Halbleiterschichten 110, 120 und 130 (z.B. in Silizium wie monokristallines Silizium) gebildet werden. Das Ausdiffundieren könnte durch Anwendung eines oder mehrerer thermische Temperverfahren erreicht werden. In einer Ausführungsform könnten die Regionen 180 leitende Regionen (z.B. elektrisch leitende Regionen) sein.
Es wird festgehalten, dass jede der dotierten Regionen 180 so betrachtet werden kann, dass sie um die Seitenwand- und Bodenflächen einer Öffnung 160 gebildet ist. Jede der dotierten Regionen 180 könnte an die Seitenwand- und Bodenflächen einer Öffnungen 160 angrenzen. Ebenso könnte jede der dotierten Regionen 180 eine entsprechend Öffnung 160 umgeben (zum Beispiel seitlich um die Seitenwand (Seitenwände) einer entsprechenden Öffnung 160 wie auch um den Boden einer entsprechenden Öffnung). Es wird wieder festgehalten, dass der seitliche Querschnitt jeder der Öffnungen 160 eine beliebige Form aufweisen kann, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, einer runden, quadratischen, rechteckigen oder länglichen. Der seitliche Querschnitt jeder der Öffnungen könnte zum Beispiel eine Länge und eine Breite aufweisen, wobei die Länge größer als die Breite ist. In einer Ausführungsform könnte die Länge in die Seite gerichtet sein. In einer Ausführungsform könnte jede der Öffnungen 160 auch mehr tief als breit sein. In einer Ausführungsform könnte der seitliche Querschnitt einer Öffnung 160 länglich sein. In anderen Ausführungsformen könnte der seitliche Querschnitt einer Öffnung 160 zum Beispiel kreisförmig oder quadratisch sein. In einer anderen Ausführungsform könnte eine Öffnung 160 einen seitlichen Querschnitt haben, wobei die Länge dieselbe ist wie die Breite (zum Beispiel ein Quadrat oder ein Kreis).
In einer Ausführungsform könnte die dotierte Schicht 170 eine Bor-dotierte Siliziumglasschicht sein, die als Diffusionsquelle von Bor in die Halbleiterschichten 110, 120 und 130 dienen könnte, so dass die Bor-dotierten Regionen 180 gebildet werden. Somit könnten in einer Ausführungsform die dotierten Regionen 180 p-dotierte Regionen sein. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass die dotierten Regionen 180 n-dotierte Regionen sind. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnten die dotierten Regionen 180 leitende Regionen (z.B. leitende Schichten) sein. In einer oder mehreren Ausführungsform (en) könnten Regionen 180 gebildet sein, die leitende Regionen sind, in auf jede Weise (zum Beispiel mit Dotieren oder durch jedes andere Mittel) gebildet werden könnten.
In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte nach dem Diffusionsschritt zur Bildung der dotierten Regionen 180 eine wahlweise zusätzliche Diffusion die Borkonzentration an den nach außen weisenden Flächen der dotierten Regionen 180 verringern. Dies könnte nützlich sein, da eine sehr hohe Borkonzentration hohe Oxidationsraten erzwingen könnte und zu einer verringerten Kapazität führen könnte.
Unter Bezugnahme auf 5 könnten die dielektrische Schicht 150 und die dotierte Schicht 170 zur Bildung der Struktur 1050 entfernt werden. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte ein Nassätzprozess zur Entfernung der dotierten Schicht 170 wie auch der dielektrischen Schicht 150 verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 6 könnten ein oder mehrere Diffusionsschritte zum Diffundieren des Dotierungsmittels (zum Beispiel Bor) weiter in die Halbleiterschichten 110, 120 und 130 verwendet werden, so dass die dotierte Region 180' gebildet wird (die zum Beispiel eine Bor-dotierte Region sein kann). Jeder Diffusionsschritt könnte durch einen oder mehrere Temperprozess(e) erfolgen. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' eine einzige durchgehende Region sein, da die einzelnen dotierten Regionen 180 (wie zum Beispiel in 5 dargestellt) ausreichend diffundiert sein könnten, um einen Kontakt miteinander herzustellen. Somit könnte jede der einzelnen dotierten Regionen 180, die in 5 dargestellt sind, zur Bildung einer einzigen durchgehenden dotierten Region 180' zusammendiffundieren. Die dotierte Region 180' erstreckt sich zwischen den Öffnungen 160. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die dotierte Region 180' ausreichend dotiert sein, um eine leitende Region zu sein. Somit könnte in einer oder mehreren Ausführungsform(en) die dotierte Region 180' eine leitende Region sein. Ebenso ist es in anderen Ausführungsformen möglich, dass das dotierte Material von Region 180' durch ein anderes Material ersetzt wird, das leitend ist.
Es wird festgehalten, dass die dotierte Region 180' jede der Öffnungen 160 umgeben kann (seitlich um die Seitenwand (Seitenwände) der Öffnungen 160 wie auch am Boden der Öffnungen 160).
Die dotierte Region 180' könnte elektrisch an die Halbleiterschicht 110 gekoppelt sein. Die dotierte Region 180' könnte sich in die erste Halbleiterschicht 110 erstrecken. So könnte sich die dotierte Region 180' zumindest teilweise durch die erste Halbleiterschicht 110 erstrecken. In einer Ausführungsform könnte sich die dotierte Region 180' teilweise durch die erste Halbleiterschicht 110 erstrecken. In einer anderen Ausführungsform könnte sich die dotierte Region 180' vollständig durch die erste Halbleiterschicht 110 erstrecken.
In einer anderen Ausführungsform könnte es möglich sein, dass sich die dotierte Region 180' vollständig durch die zweite Halbleiterschicht 120 erstreckt. In einer Ausführungsform könnte sich die dotierte Region 180' vollständig durch die dritte Halbleiterschicht 130 erstrecken.
In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' einen leitenden Pfad (z.B. elektrisch leitenden Pfad) durch die dritte Halbleiterschicht 130, durch die zweite Halbleiterschicht 120 bilden und könnte zusätzlich elektrisch an die erste Halbleiterschicht 110 gekoppelt sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte eine elektrische Verbindung von der dotierten Region 180' zu der Bodenfläche der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet sein (z.B. zum hinteren Ende BS des Stapels 123, der in 1A dargestellt ist). Die elektrische Verbindung könnte durch das Material der ersten Halbleiterschicht 110 erfolgen. Zum Beispiel könnte in einer oder mehreren Ausführungsform(en) die erste Halbleiterschicht 110 ausreichend dotiert sein, um ein leitendes Material zu sein.
In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' eine Region vom p-Typ sein. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass die dotierte Region 180' eine n-dotierte Region ist. In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' einen elektrischen Pfad (z.B. einen leitenden Pfad) bilden, der sich von einer oberen Fläche der dritten Halbleiterschicht 130 (z.B. von der vorderen Seite FS des in 1A dargestellten Stapels) zu der ersten Halbleiterschicht 110 erstreckt. Der elektrische Pfad könnte zum Beispiel eine Sinker-Verbindung sein. Die dotierte Region 180' könnte elektrisch an die erste Halbleiterschicht 110 gekoppelt sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die erste Halbleiterschicht 110 einen leitenden Pfad (z.B. einen elektrisch leitenden Pfad) von der dotierten Region 180' zur Bodenfläche der ersten Halbleiterschicht 110 (z.B. zum hinteren Ende BS des in 1A dargestellten Stapels 123) vorsehen. Somit könnte in einer oder mehreren Ausführungsform(en) die vordere Seite FS des in 1A dargestellten Stapels elektrisch an die hintere Seite BS gekoppelt sein, wie in 1A dargestellt ist.
In einer Ausführungsform könnten die erste und zweite Halbleiterschicht 110, 120 von einem ersten Leitfähigkeitstyp sein, während die dritte Halbleiterschicht 130 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp sein könnte, der jenem des ersten Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt ist. Die zweite Halbleiterschicht 120 könnte eine Dotierungsmittelkonzentration aufweisen, die geringer ist als jene der ersten Halbleiterschicht 110.
In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine Schicht vom p-Typ sein, wie eine hoch dotierte p-Typ Schicht (wie eine p⁺ Schicht oder eine p⁺⁺ Schicht). In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine Schicht vom p-Typ sein, wie eine p^– Schicht. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine Schicht vom n-Typ sein. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 eine Schicht vom n-Typ sein, wie eine hoch dotierte n-Typ Schicht (wie eine n⁺ Schicht oder eine n⁺⁺ Schicht). In einer Ausführungsform könnte die zweite Halbleiterschicht 120 eine Schicht vom n-Typ sein, wie eine n^–-Schicht. In einer Ausführungsform könnte die dritte Halbleiterschicht 130 eine p-Typ Schicht sein. 6 zeigt die Struktur 1060.
Unter Bezugnahme auf 7 könnte nach einer wahlweisen Reinigung der Öffnungen 160 eine dielektrische Schicht 190 über den Seitenwand- und Bodenflächen der Öffnungen 160 gebildet werden. Die dielektrische Schicht 190 könnte einen Stapel aus mehreren Subschichten umfassen, wie einen Oxid-Nitrid-Oxid (z.B. ONO) Stapel von Subschichten. In einer Ausführungsform könnte die dielektrische Schicht 140 während der Bildung der dielektrischen Schicht 190 noch immer vor Ort sein. 7 zeigt die Struktur 1070.
Unter Bezugnahme auf 8 könnte dann eine leitende Schicht 200 über der Struktur 1070 von 7 gebildet wird, um die in 8 dargestellte Struktur 1080 zu bilden. Zum Beispiel könnte eine leitende Schicht 200 über der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 140 gebildet werden, wie auch innerhalb der Öffnungen 160. Die leitende Schicht 200 könnte über der dielektrischen Schicht 190 gebildet werden, die sich innerhalb der Öffnungen 160 befindet. 8 zeigt die Struktur 1080.
Die leitende Schicht 200 könnte ein dotiertes Polysilizium aufweisen. Das dotierte Polysilizium könnte n-Typ dotiert oder p-Typ dotiert sein. Das dotierte Polysilizium könnte in situ dotiert werden. In einer anderen Ausführungsform könnte es möglich sein, dass das Polysilizium in einer späteren Bearbeitungsstufe dotiert wird, wie durch Ionenimplantation oder durch einen anderen Prozess wie einen Diffusionsprozess.
Unter Bezugnahme auf 9 kann dann ein chemisch-mechanischer Polierprozess (z.B. ein CMP-Prozess) zur Entfernung eines Abschnitts der leitenden Schicht 200 (z.B. jenes Abschnitts, der über der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 140 liegt) verwendet werden. Der CMP-Prozess könnte ausreichen, um die leitende Schicht 200, die in 8 dargestellt ist, in mehrere, mit Abstand angeordnete leitende Schichten 200', die in 9 dargestellt sind, umzuwandeln, die einen Abstand (z.B. einen seitlichen Abstand) zueinander aufweisen könnten. Wie oben festgestellt, ist es in einer anderen Ausführungsform möglich, dass nur eine einzige Öffnung 160 gebildet wird. In einem solche Fall ist es möglich, dass nur eine einzige leitende Schicht 200' gebildet wird.
Die obere Oberfläche jeder der leitenden Schichten 200' könnte in einer Ebene mit der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 140 liegen. Dies bildet die in 9 dargestellte Struktur 1090. Wie in der Folge erklärt, könnten die leitenden Schichten 200' elektrisch aneinander gekoppelt sein, um eine zweite Elektrode (z.B. die Deckelektrode) eines Kondensators zu bilden. Der Kondensator könnte ein Grabenkondensator sein. Somit könnte ein Kondensator (zum Beispiel ein Grabenkondensator) mit einer Bodenelektrode 180', einer Deckelektrode 200' und einem Kondensatordielektrikum 190, das zwischen der Bodenelektrode 180' und der Deckelektrode 200' angeordnet ist, gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf 10 könnte die dielektrische Schicht 140 dann von der in 9 dargestellten Struktur 1090 entfernt werden. Die dielektrische Schicht 140 könnte durch einen Nassätzprozess entfernt werden. Dies bildet die in 10 dargestellte Struktur 1100.
11 zeigt die Struktur 1110. Unter Bezugnahme auf 11 könnten dann Isolierungsgräben 220 (z.B. tiefe Isolierungsgräben) gebildet werden. Isolierungsgräben 220 können gebildet werden, indem zuerst Gräben 210 (z.B. tiefe Gräben) gebildet werden. Die Gräben 210 könnten durch die Schicht 130 hindurch und innerhalb der Schicht 120 gebildet werden. Eine dielektrische Schicht 222 könnte dann an den Seitenwänden und der Bodenfläche der Gräben 210 gebildet werden. Eine Schicht 224 könnte über der dielektrischen Schicht 222 innerhalb der Gräben 210 gebildet werden. Diese Schicht 224 könnte zum Beispiel ein undotiertes Polysilizium aufweisen.
Die Isolierungsgräben 220 (z.B. tiefen Isolierungsgräben) könnten durch die Halbleiterschicht 130 hindurch und in der zweiten Halbleiterschicht 120 gebildet werden. In der dargestellten Ausführungsform könnten die Isolierungsgräben 220 so gebildet werden, dass sie nicht durch die Halbleiterschicht 120 gehen.
In einer anderen Ausführungsform jedoch könnten die Isolierungsgräben 220 durch die Halbleiterschicht 120 gehen. In einer Ausführungsform könnten die Isolierungsgräben 220 auch in der Halbleiterschicht 110 gebildet sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnten die Isolierungsgräben 220 durch die Halbleiterschicht 120 hindurch gebildet werden. 11 zeigt die Struktur 1110.
12 zeigt die Struktur 1120. Unter Bezugnahme auf 12 könnten Isolierungsgräben 260 (z.B. seichte Isolierungsgräben) in der Halbleiterschicht 130 gebildet werden. Die Isolierungsgräben 260 könnten durch Bildung von Gräben (z.B. seichten Gräben) und Auffüllen der Gräben mit einem dielektrischen Material wie einem Oxid gebildet werden. Es könnte ein chemisch-mechanischer Polierprozess zur Entfernung eines Abschnitts des dielektrischen Materials verwendet werden, so dass die obere Fläche jedes der Isolierungsgräben 260 in einer Ebene mit der oberen Fläche der dotierten Region 180' liegt.
Die Struktur 1120 enthält Isolierungsstrukturen, die einen Isolierungsgraben 260 (z.B. einen seichten Isolierungsgraben) und einen Isolierungsgraben 220 (z.B. einen tiefen Isolierungsgraben) enthalten, die sich von der Bodenfläche des Isolierungsgrabens 260 durch die dritte Halbleiterschicht 130 hindurch und in die zweite Halbleiterschicht 120 erstrecken.
13 zeigt die Struktur 1130. Unter Bezugnahme auf 13 könnte dann eine dielektrische Schicht 270 über der in 12 dargestellten Struktur gebildet werden. Die dielektrische Schicht 270 könnte ein dielektrisches Material wie ein Oxid (zum Beispiel ein TEOS-Oxid) aufweisen. Eine dielektrische Schicht 280 könnte über der dielektrischen Schicht 270 gebildet werden. Die dielektrische Schicht 280 könnte ein dielektrisches Material aufweisen, wie ein Oxid (zum Beispiel ein Siliziumdioxid). Die dielektrische Schicht 280 könnte ein BPSG (ein Borphosphorsiliziumglas) enthalten.
14 zeigt die Struktur 1140. Unter Bezugnahme auf 14 könnten Öffnungen 282 durch die dielektrische Schicht 280 wie auch durch die dielektrische Schicht 270 gebildet werden, so dass die leitenden Schichten 200' freiliegen. Ein leitender Kontakt C1 (z.B. ein leitender Stecker) und ein leitender Kontakt C2 könnten in den Öffnungen 282 gebildet werden. Eine leitende Leitung L1 (z.B. eine metallische Leitung) könnte über dem leitenden Kontakt C1 gebildet werden. Ebenso könnte eine leitende Leitung L2 (z.B. eine metallische Leitung) über dem leitenden Kontakt C2 gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf 14 enthält die Struktur 1140 eine Vorrichtung DEV1, die ein Kondensator ist. Der Kondensator DEV1 enthält eine erste Kondensatorelektrode E1 (z.B. eine obere oder Deck-Kondensatorelektrode), eine zweite Kondensatorelektrode E2 (z.B. eine untere oder Bodenkondensatorelektrode) und ein Kondensatordielektrikum 190 zwischen der ersten Kondensatorelektrode E1 und der zweiten Kondensatorelektrode E2. Die erste Kondensatorelektrode (z.B. obere oder Deckelektrode) könnte durch elektrische Kopplung der einzelnen leitenden Schichten 200' gebildet werden. Die zweite Kondensatorelektrode E2 (z.B. die untere oder Bodenelektrode) ist die dotierte Region 180'. Das Kondensatordielektrikum ist die dielektrische Schicht 190. Wie oben festgestellt, könnte die dielektrische Schicht 190 (und somit das Kondensatordielektrikum) einen Oxid-Nitrid-Oxid-Stapel von Subschichten aufweisen. In einer Ausführungsform könnte die zweite Kondensatorelektrode E2 elektrisch an die erste Halbleiterschicht 110 gekoppelt sein und könnte auch durch die Halbleiterschicht 110 elektrisch an die Rückseite des Stapels 110, 120, 130 gekoppelt sein.
Der Kondensator DEV1 könnte als Grabenkondensator bezeichnet werden. Es versteht sich, dass der Kondensator DEV1 als Grabenkondensator beschrieben wird, auch wenn der seitliche Querschnitt jeder der Öffnungen 160 (in 2 dargestellt) jede beliebige Form haben kann. Daher ist klar, dass die Vorrichtung DEV1 als Grabenkondensator beschrieben werden kann, auch wenn die Öffnungen 160 zum Beispiel als Gräben oder Löcher gebildet sein könnten.
In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass der Grabenkondensator DEV1 durch eine andere Art von Kondensatorstruktur ersetzt sein könnte. Im Allgemeinen könnte jede Art von Kondensatorstruktur in den Schichten 110, 120 und 130 gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 14 ist erkennbar, dass die Vorrichtung DEV1 als Kondensator wirken kann (z.B. als Grabenkondensator). Der Kondensator DEV1 enthält eine Bodenelektrode E2, die die dotierte Schicht 180' ist. Die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Schicht 180') könnte elektrisch an die erste Halbleiterschicht 110 gekoppelt sein. Die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Schicht 180') könnte einen leitenden Pfad durch die zweite Halbleiterschicht 120 und durch die dritte leitende Schicht 130 bilden. Somit könnte die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Schicht 180') einen leitenden Pfad zu einer Vorderseite des Schichtenstapels 110, 120, 130 bilden. Die Vorderseite des Schichtenstapels 110, 120, 130 könnte einer oberen Fläche der Schicht 130 entsprechen.
Die Bodenelektrode E2 könnte somit einen leitenden Pfad von der Schicht 110 zu einer Vorderseite des Stapels 110, 120, 130 bilden (z.B. zu einer oberen Fläche der Schicht 130). Wie festgestellt, könnte der leitende Pfad elektrisch an die Schicht 110 gekoppelt sein. Ebenso könnte die leitende Schicht 110 einen leitenden Pfad zur Rückseite des geschichteten Stapels 110, 120, 130 bilden (die der Bodenfläche von Schicht 110 entsprechen könnte). Somit könnte ein leitender Pfad von der Vorderseite des Stapels 110, 120, 130 zur Rückseite des Stapels 110, 120, 130 gebildet werden.
In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte der Schichtenstapel 110, 120, 130 durch eine beliebige Art von Werkstück ersetzt sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte das Werkstück ein Halbleitermaterial aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte das Werkstück ein Halbleiterwerkstück sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte das Werkstück ein Schichtenstapel sein, der zwei oder mehr Schichten enthält. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte das Werkstück ein Schichtenstapel sein, der drei oder mehr Schichten enthält. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte mindestens eine der Schichten (oder möglicherweise jede der Schichten) Halbleiterschichten sein, wie dotierte Halbleiterschichten. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Schicht 180') elektrisch an eine Rückseite des Werkstücks gekoppelt sein. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte die Bodenelektrode E2 einen elektrischen Pfad (z.B. einen leitenden Pfad) zu einer Vorderseite des Stapels bilden.
15 zeigt eine Struktur 1150, die eine Ausführungsform der Erfindung ist. 15 zeigt, dass ein leitender Kontakt 420 durch die dielektrische Schicht 270 hindurch gebildet werden kann, während ein anderer leitender Kontakt C3 den leitenden Kontakt 420 elektrisch an die leitende Leitung L3 koppeln kann. Die Struktur 1150 enthält eine Vorrichtung DEV2. Die Vorrichtung DEV2 ist ähnlich der Vorrichtung DEV1, die in 14 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass die Bodenelektrode des Kondensators (z.B. Grabenkondensators) von der vorderen oder oberen Seite der dritten Halbleiterschicht 130 erreicht werden kann.
Unter Bezugnahme auf 15 könnten Öffnungen 282 gebildet sein und leitende Kontakte C1 und C2 könnten in der Öffnung 282 und über den leitenden Regionen 200' gebildet sein (wie in 14). Eine leitende Leitung (z.B. eine Metallleitung) L3 könnte über dem leitenden Kontakt C3 gebildet sein. Eine leitende Leitung L1 könnte über dem Kontakt C1 gebildet sein und eine leitende Leitung L2 könnte über dem Kontakt C2 gebildet sein.
Die Vorrichtung DEV2 könnte auch ein Kondensator sein und könnte auch als Grabenkondensator bezeichnet werden. In diesem Fall könnte die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Region 180') durch die leitenden Kontakte 420 und C3 elektrisch an die leitende Leitung L3 gekoppelt sein. Der Kondensator DEV2 enthält eine Deckelektrode E1, die aus den leitenden Schichten 200' bestehen könnte (die elektrisch aneinander gekoppelt sind).
Die vorangehende Besprechung der Vorrichtung DEV1 von 14 gilt auch für die Vorrichtung DEV2. Unter Bezugnahme auf 15 ist erkennbar, dass die Bodenelektrode E2 (z.B. die dotierte Region 180') zwischen dem leitenden Kontakt 420 und der Halbleiterschicht 110 elektrisch gekoppelt sein könnte.
16 bis 20 zeigen ein Verfahren zur Herstellung der Struktur 1200, die in 20 dargestellt ist. Das dargestellte Verfahren ist eine Ausführungsform der Erfindung. Ebenso ist die in 20 dargestellte Struktur 1200 eine Ausführungsform der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 16 enthält die Struktur 1160 die Struktur 1120 von 12, die eine dielektrische Schicht 270 enthält. Die dielektrische Schicht 270 könnte zum Beispiel ein Oxid wie ein Siliziumdioxid enthalten.
17 zeigt eine Struktur 1170. 17 zeigt, dass eine Öffnung 272 durch die dielektrische Schicht 270 hindurch gebildet sein könnte. In der Ausführungsform, die in 17 dargestellt ist, legt die Öffnung 272 eine obere Fläche der dotierten Region 180' frei.
18 zeigt eine Struktur 1180. Unter Bezugnahme auf 18 ist ein leitender Kontakt 420 in der Öffnung 272 über der dotierten Region 180' gebildet, so dass die Struktur 1170 gebildet wird. Der leitende Kontakt 420 könnte zum Beispiel ein dotiertes Polysilizium (z.B. n-dotiert oder p-dotiert) aufweisen. Das Polysilizium könnte in situ dotiert werden oder könnte später dotiert werden, wie durch Ionenimplantation oder einen anderen Prozess wie einen Diffusionsprozess. Der leitende Kontakt 420 könnte elektrisch an die Region 180' gekoppelt sein.
19 zeigt eine Struktur 1190. Unter Bezugnahme auf 19 könnte eine dielektrische Schicht 280 über dem leitenden Kontakt 420 zur Bildung der Struktur 1190 gebildet werden.
20 zeigt eine Struktur 1200. Eine Öffnung 284 ist innerhalb der dielektrischen Schicht 280 gebildet. Ein leitender Kontakt C3 könnte innerhalb der Öffnung 284 und über dem leitenden Kontakt 420 gebildet sein. Eine leitende Leitung L3 (z.B. eine metallische Leitung) könnte über dem leitenden Kontakt C3 gebildet sein. Die dielektrische Schicht 280 könnte zum Beispiel ein Oxid, ein Nitrid und/oder ein Oxynitrid aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 20 enthält die Struktur 1200 eine Vorrichtung DEV3. Die Vorrichtung DEV3 könnte als leitender Sinker nützlich sein. Zum Beispiel enthält die Vorrichtung DEV3 die Bodenelektrode E2, die der dotierten Region 180' entspricht. Die dotierte Region 180' ist elektrisch an die Schicht 110 gekoppelt. Ebenso bildet die dotierte Region 180' einen leitenden Pfad zur Vorderseite des Schichtenstapels 110, 120, 130.
In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' die Vorderseite des geschichteten Stapels 110, 120, 130 elektrisch an die erste Halbleiterschicht 110 koppeln. Die dotierte Region 180' könnte einen leitenden Pfad durch die dritte Halbleiterschicht 130 und durch die zweite Halbleiterschicht 120 bilden. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 die dotierte Region 180' elektrisch an die Rückseite des Schichtenstapels 110, 120, 130 koppeln. Die dotierte Region 180' könnte somit zwischen der Vorderseite und der Rückseite des geschichteten Stapels 110, 120, 130 elektrisch gekoppelt sein.
21 zeigt eine Struktur 1210, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist. 21 zeigt dieselbe Struktur wie 13, die eine dielektrische Schicht 270 enthält. Unter Bezugnahme auf 21 ist eine Öffnung 410' durch die dielektrische Schicht 270 hindurch gebildet, so dass die leitende Region 180' frei gelegt wird, wie auch jede der leitenden Schichten 200'. Ein leitender Kontakt 430 ist über der leitenden Region 180' wie auch den leitenden Schichten 200' gebildet. In der dargestellten Ausführungsform könnte der elektrische Kontakt 420 elektrisch an die dotierte Region 180' wie auch an jede der leitenden Schichten 200' gekoppelt sein. Der Kontakt 430 könnte ein dotiertes Polysilizium (p-dotiert oder n-dotiert) aufweisen. Ein leitender Kontakt C3 koppelt die leitende Leitung L3 elektrisch an den leitenden Kontakt 430.
Die Vorrichtung DEV4, die in 21 dargestellt ist, könnte auch als leitender Sinker dienen. Zum Beispiel enthält die Vorrichtung DEV4 die Bodenelektrode E2, die der dotierten Region 180' entspricht. Die dotierte Region 180' ist elektrisch an die Schicht 110 gekoppelt. Ebenso bildet die dotierte Region 180' einen leitenden Pfad zur Vorderseite des Schichtenstapels 110, 120, 130.
In einer Ausführungsform könnte die dotierte Region 180' die Vorderseite des geschichteten Stapels 110, 120, 130 an die erste Halbleiterschicht 110 koppeln. Die dotierte Region 180' könnte einen leitenden Pfad durch die dritte Halbleiterschicht 130 und durch die zweite Halbleiterschicht 120 bilden. In einer Ausführungsform könnte die erste Halbleiterschicht 110 die dotierte Region 180' elektrisch an die Rückseite des Schichtenstapels 110, 120, 130 koppeln. Die dotierte Region 180' könnte somit zwischen der Vorderseite und der Rückseite des geschichteten Stapels 110, 120, 130 elektrisch gekoppelt sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht; eine zweite Halbleiterschicht, die über der ersten Halbleiterschicht liegt; eine dritte Halbleiterschicht, die über der zweiten Halbleiterschicht liegt; und einen Kondensator, der in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist. In einer Ausführungsform könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht; eine zweite Halbleiterschicht, die über der ersten Halbleiterschicht liegt; eine dritte Halbleiterschicht, die über der zweiten Halbleiterschicht liegt; eine Öffnung, die in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht gebildet ist; eine leitende Region, die in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die leitende Region an eine Seitenwand und den Boden der Öffnung angrenzt, wobei die leitende Region elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist; eine dielektrische Schicht, die in der Öffnung und über der leitenden Region angeordnet ist; und eine leitende Schicht, die über der dielektrischen Schicht innerhalb der Öffnung angeordnet ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend: ein Werkstück mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und einen Kondensator, der in dem Werkstück angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Elektrode enthält, die elektrisch an die Rückseite des Werkstücks gekoppelt ist. In einer Ausführungsform könnte die Elektrode eine Bodenelektrode sein. In einer Ausführungsform könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend: einen Schichtenstapel, der mindestens eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Kondensator, der in dem Stapel angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist. In einer Ausführungsform könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleitervorrichtung sein, aufweisend: einen Schichtenstapel, der mindestens eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Grabenkondensator, der in dem Stapel angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die einen leitenden Pfad zwischen der ersten Schicht und einer oberen Fläche der zweiten Schicht bildet. In einer Ausführungsform könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte ein Verfahren zur Bildung einer Halbleiterstruktur sein, aufweisend: Bilden einer erste Halbleiterschicht; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht über der ersten Halbleiterschicht; Bilden einer dritten Halbleiterschicht über der zweiten Halbleiterschicht; Bilden einer Öffnung in der ersten, zweiten und dritten Halbleiterschicht; Bilden einer leitenden Region innerhalb der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht, wobei die leitende Region die Öffnung umgibt, wobei die leitende Region elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist; Bilden einer dielektrischen Schicht in der Öffnung und über der leitenden Region; und Bilden einer leitenden Schicht über der dielektrischen Schicht in der Öffnung.
Eine Ausführungsform der Erfindung könnte eine Halbleiterstruktur sein, aufweisend: einen Schichtenstapel, der eine zweite Schicht über einer ersten Schicht enthält; und einen Kondensator, der in dem Schichtenstapel angeordnet und elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist. In einer oder mehreren Ausführungsform(en) könnte der Kondensator ein Grabenkondensator sein.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf einige Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass viele Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass alle derartigen Änderungen und Modifizierungen im Wesen und Umfang der Erfindung enthalten sind.

Claims

Halbleiterstruktur, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht; eine zweite Halbleiterschicht, die über der ersten Halbleiterschicht liegt; eine dritte Halbleiterschicht, die über der zweiten Halbleiterschicht liegt; und einen Kondensator, der in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Bodenelektrode enthält, die elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die erste Halbleiterschicht eine Halbleiterstruktur ist, die zweite Halbleiterschicht eine epitaxiale Schicht ist und die dritte Halbleiterschicht eine expitaxiale Schicht ist.
Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bodenelektrode ein elektrischer Pfad durch die zweite und dritte Halbleiterschicht ist.
Struktur nach einem der Anspüche 1 bis 3, wobei die erste Halbleiterschicht ein Dotierungsmittel eines ersten Leitfähigkeitstyps enthält, die zweite Halbleiterschicht ein Dotierungsmittel des ersten Leitfähigkeitstyps enthält, das dritte Halbleitermaterial ein Dotierungsmittel eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist.
Struktur nach einem der Anspüche 1 bis 4, wobei der erste Leitfähigkeitstyp der p-Typ ist und der zweite Leitfähigkeitstyp der n-Typ ist.
Struktur nach einem der Anspüche 1 bis 5, wobei eine Konzentration des Dotierungsmittels der ersten Halbleiterschicht höher ist als eine Konzentration des Dotierungsmittels der zweiten Halbleiterschicht.
Struktur nach einem der Anspüche 1 bis 6, wobei sich die Bodenelektrode zu einer oberen Fläche der dritten Halbleiterschicht erstreckt.
Struktur nach einem der Anspüche 1 bis 7, wobei der Kondensator ein Grabenkondensator ist.
Halbleiterstruktur, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht; eine zweite Halbleiterschicht, die über der ersten Halbleiterschicht liegt; eine dritte Halbleiterschicht, die über der zweiten Halbleiterschicht liegt; eine Öffnung, die in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht gebildet ist; eine leitende Region, die in der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die leitende Region an eine Seitenwand und den Boden der Öffnung angrenzt, wobei die leitende Region elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist; eine dielektrische Schicht, die innerhalb der Öffnung und über der leitenden Region angeordnet ist; und eine leitende Schicht, die über der dielektrischen Schicht innerhalb der Öffnung angeordnet ist.
Struktur nach Anspruch 9, wobei die erste Halbleiterschicht eine Halbleiterstruktur ist, die zweite Halbleiterschicht eine epitaxiale Schicht ist und die dritte Halbleiterschicht eine expitaxiale Schicht ist.
Struktur nach Anspruch 9 oder 10, wobei die leitende Region eine dotierte Region ist.
Struktur nach einem der Anspüche 9 bis 11, wobei die leitende Region ein leitender Pfad durch die zweite und die dritte Halbleiterschicht ist.
Struktur nach einem der Anspüche 9 bis 12, wobei sich die leitende Region zu einer oberen Fläche der dritten Halbleiterschicht erstreckt.
Struktur nach einem der Anspüche 9 bis 13, wobei die Öffnung eine von mehreren seitlich beabstandeten Öffnungen ist, wobei die dielektrische Schicht eine von mehreren dielektrischen Schichten ist, wobei jede dielektrische Schicht in einer entsprechenden Öffnung angeordnet ist, wobei die leitende Schicht eine von mehreren leitenden Schichten ist, wobei jede leitende Schicht über einer entsprechenden dielektrischen Schicht angeordnet ist.
Struktur nach einem der Anspüche 9 bis 14, wobei die leitende Region, die dielektrische Schicht und die leitende Schicht einen Grabenkondensator bilden.
Halbleiterstruktur, aufweisend: ein Werkstück mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und einen Kondensator, der in dem Werkstück angeordnet ist, wobei der Kondensator eine Elektrode enthält, die elektrisch an die Rückseite des Werkstücks gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 16, wobei das Werkstück ein Stapel aus mindestens einer zweiten Schicht über einer ersten Schicht ist.
Struktur nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Elektrode elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Werkstück ein Stapel aus mindestens einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht über der ersten Schicht und einer dritten Schicht über der zweiten Schicht ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Elektrode elektrisch an die erste Schicht gekoppelt ist.
Verfahren zur Bildung einer Halbleiterstruktur, aufweisend: Bilden einer erste Halbleiterschicht; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht über der ersten Halbleiterschicht; Bilden einer dritten Halbleiterschicht über der zweiten Halbleiterschicht; Bilden einer Öffnung in der ersten, zweiten und dritten Halbleiterschicht; Bilden einer leitenden Region innerhalb der ersten, der zweiten und der dritten Halbleiterschicht, wobei die leitende Region die Öffnung umgibt, wobei die leitende Region elektrisch an die erste Halbleiterschicht gekoppelt ist; Bilden einer dielektrischen Schicht in der Öffnung und über der leitenden Region; und Bilden einer leitenden Schicht über der dielektrischen Schicht in der Öffnung.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Bilden der leitenden Region enthält: Bilden einer dotierten Schicht innerhalb der Öffnung; und Bewirken, dass Dotierungsmittel von der dotierten Schicht in die erste, die zweite und die dritte Halbleiterschicht eindringen.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei das Bilden der Öffnung das Bilden einer der mehreren Öffnungen ist, und wobei das Bilden der leitenden Region das Bilden mehrerer leitender Regionen ist, wobei jede leitende Region eine entsprechende Öffnung umgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, des Weiteren enthaltend das Bewirken, dass die mehreren leitenden Regionen eine durchgehende einzige leitende Region werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei die dotierte Schicht ein dotiertes Siliziumglas enthält.