DE102017130683B4 - Kontaktloch und Verfahren zum Herstellen des Kontaktlochs - Google Patents

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Abstract

Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) umfassend:- einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau (210, 220; 410, 420) mit einem Halbleiterkörper (210; 410) und einer Isolationsschicht (220; 420), die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers (210; 410) angeordnet ist, wobei an einer Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens ein Kontaktloch (230; 330) angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht (220; 420) erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs (260; 360) unterhalb der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) vorgesehen ist;- eine Haftvermittlerschicht (242; 442), die an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) angeordnet ist und die Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und eine Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens teilweise bedeckt;- eine Wolfram umfassende Schicht (244; 444), die an der Haftvermittlerschicht (242; 442) angeordnet ist und die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise bedeckt, und die im Bereich des Kontaktlochs (230; 330) eine erste Dicke (D1) aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) das Kontaktloch (230; 330) ausfüllt, und die im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) eine zweite Dicke (D2) aufweist, die geringer als die erste Dicke (D1) ist, und- eine Anschlussschicht (250; 450), die auf der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) angeordnet ist, wobei:- das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor umfasst, und- der Kontaktbereich (260; 360) unterhalb der Isolationsschicht (220; 420) angeordnet ist und ein Bereich des Halbleiterkörpers (210; 410) ist, und das Kontaktloch (230; 330) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (210; 410) vorgesehen ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Ausführungsbeispiele eines Leistungshalbleiterbauelements und Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere Ausführungsbeispiele eines Leistungshalbleiterbauelements mit einem Kontaktloch sowie Ausführungsbeispiele eines entsprechenden Verfahrens.
  • HINTERGRUND
  • Viele Funktionen moderner Geräte in Automobil-, Verbraucher- und Industrieanwendungen, wie etwa das Umwandeln elektrischer Energie und das Antreiben eines Elektromotors oder einer elektrischen Maschine, beruhen auf Leistungshalbleitervorrichtungen.
  • Zum Beispiel werden sogenannte Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren (IGBTs), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) und Dioden, um nur einige zu nennen, für verschiedene Anwendungen verwendet, unter anderem für Schalter in Leistungsquellen und Leistungswandlern.
  • Leistungshalbleiterbauelemente kommen gemäß ihrem jeweiligen Verwendungszweck und den an sie gestellten Anforderungen in verschiedenen Strukturen zum Einsatz. Dabei werden zur Ausbildung einer jeweiligen Struktur typischerweise verschiedene Materialien und verschiedene lithografische Techniken verwendet.
  • Für einige Anwendungen ist es vorteilhaft oder erforderlich, dass in einer Isolationsschicht innerhalb eines Leistungshalbleiterbauelements ein oder mehrere Kontaktlöcher zur elektrischen Kontaktierung eines unterhalb der Oberfläche der Isolationsschicht angeordneten Kontaktbereichs vorgesehen sind. Dabei stellen das Interesse an einer möglichst raumsparenden Ausbildung einerseits und das Erfordernis einer hohen Kontaktierungs- und Fertigungsgüte andererseits mitunter einander entgegen gerichtete Bedingungen.
  • In der DE 10 2008 006 919 A1 ist eine Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements mit einer Wolframschichtstruktur beschrieben. In der US 8 153 520 B1 ist ein Teilentfernen einer Wolframschicht nach Füllen einer Silizium-Durchkontaktierung beschrieben.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Aspekte der vorliegenden Beschreibung betreffen die Technik von Leistungshalbleiterbauelementen. Die Erfindung ist durch die unabhängigen Patentansprüche definiert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Leistungshalbleiterbauelement einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau mit einem Halbleiterkörper und einer Isolationsschicht, die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei an einer Oberseite der Isolationsschicht wenigstens ein Kontaktloch angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite der Isolationsschicht wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs unterhalb der Oberseite der Isolationsschicht vorgesehen ist. Das Leistungshalbleiterbauelement umfasst ferner eine Haftvermittlerschicht, die an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus angeordnet ist und die Oberseite der Isolationsschicht und eine Oberfläche des Kontaktlochs wenigstens teilweise bedeckt; eine Wolfram umfassende Schicht, die an der Haftvermittlerschicht angeordnet ist und die Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise bedeckt, und die im Bereich des Kontaktlochs eine erste Dicke aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht das Kontaktloch ausfüllt, und die im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht eine zweite Dicke aufweist, die geringer als die erste Dicke ist, und eine Anschlussschicht, die auf der Wolfram umfassenden Schicht angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Leistungshalbleiterbauelement einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau mit einem Halbleiterkörper und einer Isolationsschicht, die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei an einer Oberseite der Isolationsschicht wenigstens ein Kontaktloch angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite der Isolationsschicht wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs unterhalb der Oberseite der Isolationsschicht vorgesehen ist. Das Leistungshalbleiterbauelement umfasst ferner eine Haftvermittlerschicht, die an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus angeordnet ist und die Oberseite der Isolationsschicht und eine Oberfläche des Kontaktlochs wenigstens teilweise bedeckt; eine Wolfram umfassende Schicht, die an der Haftvermittlerschicht angeordnet ist und die Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise bedeckt, und die im Bereich des Kontaktlochs eine erste Dicke aufweist und im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht eine zweite Dicke aufweist, die geringer als die erste Dicke ist, wobei die erste Dicke wenigstens der Hälfte eines Durchmessers des Kontaktlochs entspricht, und eine Anschlussschicht, die auf der Wolfram umfassenden Schicht angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements Bereitstellen eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus mit einem Halbleiterkörper und einer Isolationsschicht, die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei an einer Oberseite der Isolationsschicht wenigstens ein Kontaktloch angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite der Isolationsschicht wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs unterhalb der Oberseite der Isolationsschicht vorgesehen ist. Das Verfahren umfasst ferner Aufbringen einer Haftvermittlerschicht an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus, derart dass die Haftvermittlerschicht die Oberseite der Isolationsschicht und eine Oberfläche des Kontaktlochs wenigstens teilweise bedeckt; Aufbringen einer Wolfram umfassenden Schicht an der Haftvermittlerschicht, derart dass die Wolfram umfassende Schicht die Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise bedeckt und eine erste Dicke aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht das Kontaktloch ausfüllt; Entfernen eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht, derart dass nach dem Entfernen die Wolfram umfassende Schicht im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht eine zweite Dicke aufweist, die geringer als die erste Dicke ist, und Aufbringen einer Anschlussschicht auf die Wolfram umfassende Schicht.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements Bereitstellen eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus mit einem Halbleiterkörper und einer Isolationsschicht, die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei an einer Oberseite der Isolationsschicht wenigstens ein Kontaktloch angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite der Isolationsschicht wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs unterhalb der Oberseite der Isolationsschicht vorgesehen ist. Das Verfahren umfasst ferner Aufbringen einer Haftvermittlerschicht an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus, derart dass die Haftvermittlerschicht die Oberseite der Isolationsschicht und eine Oberfläche des Kontaktlochs wenigstens teilweise bedeckt; Aufbringen einer Wolfram umfassenden Schicht an der Haftvermittlerschicht, derart dass die Wolfram umfassende Schicht die Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise bedeckt und eine erste Dicke aufweist, wobei die erste Dicke wenigstens der Hälfte eines Durchmessers des Kontaktlochs entspricht; Entfernen eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht, derart dass nach dem Entfernen die Wolfram umfassende Schicht im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht eine zweite Dicke aufweist, die geringer als die erste Dicke ist, und Aufbringen einer Anschlussschicht auf die Wolfram umfassende Schicht.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung sowie den Zeichnungen deutlich.
  • Figurenliste
  • Elemente in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabseinheitlich dargestellt. Vorrang ist stattdessen auf die Darstellung von Prinzipien der Erfindung gelegt. Bezugszeichen in den Zeichnungen können zudem entsprechende Elemente bezeichnen. Es zeigen:
    • 1A eine schematische und beispielhafte Darstellung eines Leistungshalbleiterbauelements;
    • 1B eine schematische und beispielhafte Darstellung eines weiteren Leistungshalbleiterbauelements;
    • 2 eine schematische und beispielhafte Darstellung eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 3A-3E schematische und beispielhafte Darstellungen verschiedener Fertigungsstufen bei der Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 4 eine schematische und beispielhafte Darstellung eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einem oder mehreren weiteren Ausführungsbeispielen; und
    • 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen.
  • BESCHREIBUNG
  • In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird Bezug genommen auf die Zeichnungen, die einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden und in denen bestimmte Ausführungsbeispiele, gemäß denen die Erfindung umgesetzt werden kann, zur Veranschaulichung gezeigt sind.
  • In diesem Zusammenhang können richtungsbezogene Ausdrücke, wie beispielsweise „Oberseite“, „Unterseite“, „unter“, „Vorderseite“, „hinter“, „zurück“, „vorwärts gerichtet“, „rückwärtig“, „unterhalb“, „oberhalb“ etc., mit Bezug auf eine Ausrichtung der beschriebenen Zeichnungen verwendet werden. Weil Teile von Ausführungsbeispielen in verschiedenen Ausrichtungen positioniert sein können, wird die richtungsbezogene Terminologie zum Zweck der Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise beschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinn zu verstehen, und der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche im Anhang definiert.
  • Im Folgenden wird ausführlich Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsbeispiele, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Jedes Beispiel ist zur Erläuterung vorgestellt und soll nicht als eine Beschränkung der Erfindung verstanden werden. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil eines Ausführungsbeispiels dargestellt oder beschrieben sind, in - oder in Verbindung mit - anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um ein weiteres Ausführungsbeispiel zu ergeben. Die vorliegende Erfindung soll auch derartige Modifikationen und Abwandlungen enthalten. Die Beispiele sind unter Verwendung spezifischer Sprache beschrieben, die nicht als beschränkend für den Geltungsbereich der Ansprüche ausgelegt werden soll. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgenau und dienen allein Veranschaulichungszwecken. Zur besseren Klarheit sind, sofern nicht anders angegeben, in den verschiedenen Zeichnungen identische Elemente oder Herstellungsschritte durch identische Bezugszeichen angezeigt.
  • Der Ausdruck „horizontal“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Ausrichtung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen Oberfläche eines Halbleitersubstrats oder einer Halbleiterstruktur ist. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Halbleiterwafers oder -chips sein. Zum Beispiel können die (erste) seitliche Richtung X und die (zweite) seitliche Richtung Y, wie nachfolgend erwähnt, horizontale Richtungen sein, wobei die erste seitliche Richtung X und die zweite seitliche Richtung Y senkrecht zueinander sein können.
  • Der Ausdruck „vertikal“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Ausrichtung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Oberfläche angeordnet ist, d.h. parallel zu der Normalenrichtung auf der Oberfläche des Halbleiterwafers/-chips. Zum Beispiel kann die Ausdehnungsrichtung Z, wie nachfolgend erwähnt, eine Ausdehnungsrichtung sein, die sowohl zu der ersten seitlichen Richtung X als auch der zweiten seitlichen Richtung Y senkrecht ist.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung sollen die Ausdrücke „in elektrischem Kontakt“ und „elektrisch verbunden“ beschreiben, dass eine niederohmige elektrische Verbindung oder ein niederohmiger Strompfad zwischen zwei Regionen, Abschnitten, Zonen, Anteilen oder Teilen der vorliegend beschriebenen Vorrichtung vorliegt. Zudem soll im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck „in Kontakt“ beschreiben, dass eine direkte physikalische Verbindung zwischen zwei Elementen der jeweiligen Halbleitervorrichtung vorliegt; z.B. kann ein Übergang zwischen zwei Elementen, die in Kontakt miteinander sind, kein weiteres dazwischenliegendes Element oder ähnliches enthalten
  • Ferner ist im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck „elektrische Isolation“, sofern nicht anders angegeben, im Zusammenhang seines allgemeingültigen Verständnisses verwendet und soll demnach beschreiben, dass zwei oder mehr Komponenten getrennt voneinander positioniert sind und dass keine ohmsche Verbindung vorliegt, die diese Komponenten verbindet. Dennoch können Komponenten, die elektrisch isoliert voneinander sind, aneinander gekoppelt sein, zum Beispiel mechanisch gekoppelt und/oder kapazitiv gekoppelt und/oder induktiv gekoppelt. Um ein Beispiel zu geben, können zwei Elektroden eines Kondensators voneinander elektrisch isoliert sein und gleichzeitig mechanisch und kapazitiv miteinander gekoppelt sein, z.B. mittels einer Isolation, z.B. mittels eines Dielektrikums.
  • Spezielle Ausführungsbeispiele, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, beziehen sich, ohne darauf beschränkt zu sein, auf ein Leistungshalbleiterbauelement, z.B. ein Leistungshalbleiterbauelement, das innerhalb eines Leistungswandlers oder einer Leistungsquelle verwendet werden kann. In einem Ausführungsbeispiel kann ein solches Bauelement demnach dazu ausgebildet sein, einen Laststrom zu führen, der einer Last zuzuführen ist, und/oder der entsprechend mittels einer Leistungsquelle bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann das Leistungshalbleiterbauelement eine oder mehrere aktive Leistungshalbleiterzellen umfassen, wie etwa eine monolithisch integrierte Diodenzelle und/oder eine monolithisch integrierte Transistorzelle und/oder eine monolithisch integrierte IGBT-Zelle und/oder eine monolithisch integrierte RC-IGBT-Zelle und/oder eine monolithisch integrierte MOS-Gated-Dioden-, (MGD-), Zelle und/oder eine monolithisch integrierte MOSFET-Zelle und/oder Abwandlungen davon. Einer Mehrzahl solcher Diodenzellen und/oder solcher Transistorzellen können in dem Bauelement integriert sein.
  • Der Ausdruck „Leistungshalbleiterbauelement“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll ein einzelnes Bauelement mit hoher Spannungssperr- und/oder Stromführungseignung bezeichnen. Mit anderen Worten: Ein solches Leistungshalbleiterbauelement ist vorgesehen für hohe Ströme, typischerweise im Amperebereich, z.B. bis zu 5 oder 100 A, und/oder Spannungen typischerweise oberhalb 15 V, besonders typischerweise bis zu 40 V und mehr, z.B. bis zu wenigstens 500 V oder mehr als 500 V, z.B. wenigstens 600 V.
  • Zum Beispiel kann das nachfolgend beschriebene Leistungshalbleiterbauelement ein Bauelement sein, das dazu ausgebildet ist, als eine Leistungskomponente in einer Niedrig-, Mittel- und/oder Hochspannungsanwendung eingesetzt zu werden. Zum Beispiel ist der Ausdruck „Leistungshalbleiterbauelement“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, nicht auf logische Halbleiterbauelemente gerichtet, die beispielsweise zum Speichern von Daten, zum Verarbeiten von Daten und/oder zu anderen Arten von halbleiterbasierter Datenverarbeitung verwendet werden.
  • 1A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer Querschnittsansicht eines Leistungshalbleiterbauelements 100. Das Leistungshalbleiterbauelement 100 umfasst einen Halbleiterkörper 110 und eine oberhalb des Halbleiterkörpers 110 angeordnete Isolationsschicht 120 mit einer Oberseite 121. Ausgehend von der Oberseite 121 der Isolationsschicht 120 erstreckt sich innerhalb der Isolationsschicht 120 ein Kontaktloch 130. Das Kontaktloch 130 ermöglicht eine elektrische Kontaktierung eines unterhalb der Oberseite 121 der Isolationsschicht 120 gelegenen Kontaktbereichs 160 von oberhalb der Isolationsschicht 120. Der Halbleiterkörper 110 und die Isolationsschicht 120 sind beispielsweise Teile eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus des Leistungshalbleiterbauelements 100.
  • Das Leistungshalbleiterbauelement 100 umfasst außerdem einen Stecker 144, der das Kontaktloch 130 zumindest im Wesentlichen ausfüllt. Der Stecker 144 ist in dem gezeigten Beispiel aus Wolfram gebildet, das mittels Sputtern auf den Leistungshalbleiter-Teilaufbau 110, 120 aufgebracht und anschließend von Bereichen der Oberseite 121 abseits des Kontaktlochs 130, beispielsweise durch Ätzen oder chemisch-mechanisches Polieren, wieder entfernt worden ist. Zwischen dem Kontaktbereich 160 und dem Stecker 144 ist eine Kontaktschicht 141 angeordnet. Der Stecker 144 und die Kontaktschicht 141 dienen zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 110 in dem Kontaktbereich 160. Die Tiefe des Kontaktlochs 130 beträgt beispielsweise 1,5 µm. Zudem weist das Kontaktloch 130 in dem gezeigten Beispiel ein keilförmiges Querschnittsprofil auf. Ein kleinster Durchmesser des Kontaktlochs 130 befindet sich dabei nahe dem Kontaktbereich 160 und beträgt beispielsweise 700 nm.
  • Das Leistungshalbleiterbauelement 100 umfasst außerdem eine Anschlussschicht 150. Die Anschlussschicht 150 ist als Elektrode des Leistungshalbleiterbauelements 100 vorgesehen und umfasst beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer. Durch den beschriebenen Aufbau des Leistungshalbleiterbauelements 100 ist über die Anschlussschicht 150 und durch den Stecker 144 sowie die Kontaktschicht 141 eine elektrische Kontaktierung des Kontaktbereichs 160 unterhalb der Oberseite 121 der Isolationsschicht 120 ermöglicht.
  • In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Leistungshalbleiterbauelement 100 um einen Transistor, z.B. um einen MOSFET mit einer Kompensationsstruktur. Der Halbleiterkörper 110 weist zur Ausbildung der Kompensationsstruktur verschiedene Säulen 110a, 110b mit unterschiedlicher Dotierung auf, beispielsweise mit einer p-Dotierung in ersten Säulen 110a, und einer n-Dotierung in zweiten Säulen 110b. Die Säulen 110b bilden dabei beispielsweise Drift-Gebiete des Leistungshalbleiterbauelements 100. Zudem sind innerhalb der Isolationsschicht 120 mehrere planare Steuerelektroden 122a, 122b angeordnet, die von der Anschlussschicht 150 elektrisch isoliert und über eine unabhängige elektrische Kontaktierung (nicht dargestellt) mit einem Steuersignal, z.B., einem Gate-Signal beaufschlagbar sind.
  • In dem Kontaktbereich 160 befindet sich eine für MOSFETs typische pn-Isolation, die ausgebildet ist durch ein n-Source Gebiet 110c, welches durch ein p-Body-Gebiet 110d von dem übrigen Teil des Halbleiterkörpers 110 isoliert ist. Sowohl das p-Body-Gebiet 110d und das n-Source Gebiet 110c befinden sich in elektrischen Kontakt mit dem Stecker 144. Die Steuerelektroden 122a, 122b sind ausgebildet, in dem p-Body-Gebiet 110d (welches auch als „Kanal-Gebiet“ bekannt ist) einen Inversionskanal zu induzieren, um so das Leistungshalbleiterbauelement 100 in einen leitfähigen Zustand zu versetzen.
  • An das p-Body-Gebiet 110d grenzt eine der ersten Säulen 110a an. Bekanntermaßen bilden die n-Säule 110b und das p-Body-Gebiet 110d eine Body-Diode des Leistungshalbleiterbauelements 100 aus.
  • In einigen Beispielen sind mehrere Kontaktlöcher 130 gemäß einer Matrixanordnung oder einem anderen, beispielsweise einem anderen periodischen Muster in dem Leistungshalbleiter-Teilaufbau 110, 120 angeordnet. Dabei sind Steuerelektroden 122a, 122b innerhalb der Isolationsschicht 120 zwischen jeweils benachbarten Kontaktlöchern 130 angeordnet. Zudem sind in einigen Beispielen ein oder mehrere Kontaktlöcher 130 zum Bilden einer Grabenelektrode grabenförmig ausgebildet. Die in 1A gezeigte Querschnittsansicht entspricht dabei beispielsweise einer Ansicht auf eine X-Z-Ebene des Leistungshalbleiterbauelements 100, wohingegen sich das Kontaktloch 130 in der Y-Richtung des Leistungshalbleiterbauelements 100 grabenförmig erstreckt.
  • 1B zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer Querschnittsansicht eines weiteren Leistungshalbleiterbauelements 100'. Das Leistungshalbleiterbauelement 100' umfasst ähnlich dem Leistungshalbleiterbauelement 100 aus 1A einen Halbleiterkörper 110' und eine oberhalb des Halbleiterkörpers 110' angeordnete Isolationsschicht 120' mit einer Oberseite 121'. Zudem erstreckt sich auch bei dem Leistungshalbleiterbauelement 100' ausgehend von der Oberseite 121' der Isolationsschicht 120' innerhalb der Isolationsschicht 120' ein Kontaktloch 130' zur elektrischen Kontaktierung eines unterhalb der Oberseite 121' der Isolationsschicht 120' gelegenen Kontaktbereichs 160' von oberhalb der Isolationsschicht 120' über eine als Elektrode dienende Anschlussschicht 150'. Der Halbleiterkörper 110' und die Isolationsschicht 120' sind beispielsweise Teile eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus des Leistungshalbleiterbauelements 100'.
  • Abweichend von dem Beispiel aus 1A umfasst das Leistungshalbleiterbauelement 100' eine auf der Oberseite 121' der Isolationsschicht 120' angeordnete Haftvermittlerschicht 142 und eine auf der Haftvermittlerschicht 142 angeordnete Wolfram umfassende Schicht 144'. Die Haftvermittlerschicht 142 und die Wolfram umfassende Schicht 144' bilden einen Schichtenverbund 140 zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 110' in dem Kontaktbereich 160'. In dem gezeigten Beispiel bedeckt der Schichtenverbund 140 sowohl die Oberseite 121' der Isolationsschicht 120' als auch eine Oberfläche des Kontaktlochs 130'. Zudem weist sowohl die Haftvermittlerschicht 142 als auch die Wolfram umfassenden Schicht 144', und auch der Schichtenverbund 140 insgesamt, eine zumindest im Wesentlichen homogene Dicke sowohl in dem Bereich der Oberseite 121' der Isolationsschicht 120' als auch in dem Bereich des Kontaktlochs 130' auf.
  • Die Haftvermittlerschicht 142 umfasst beispielsweise Titan und/oder Titannitrid. Außerdem besteht in dem gezeigten Beispiel die Wolfram umfassende Schicht 144' zumindest weitgehend aus Wolfram. Der Schichtenverbund 140 weist beispielsweise eine Dicke im Bereich von 200 nm - 300 nm auf.
  • Die Haftvermittlerschicht 142 begünstigt eine haftende Verbindung zwischen dem Leistungshalbleiter-Teilaufbau 110', 120' und der Wolfram umfassenden Schicht 144'. Die Wolfram umfassende Schicht 144' begünstigt die elektrische Kontaktierung des Kontaktbereichs 160'. Eine beispielhafte Tiefe des Kontaktlochs 130' beträgt etwa 1 µm - 1,5 µm, und ein kleinster Durchmesser des Kontaktlochs 130' variiert beispielsweise von etwa 500 nm in einem unteren Bereich des Kontaktlochs bis etwa 700 nm in einem oberen Bereich des Kontaktlochs 130'. Bei derartigen Profilen dringt Wolfram konformer in die Kontaktlöcher 130' ein und zeigt auch ein konformeres Abscheideverhalten als beispielsweise Aluminium oder Kupfer, die bevorzugt für die Anschlussschicht 150' verwendbar sind. Der Schichtenverbund 140 hemmt zudem ein Ausdiffundieren einer eventuellen Dotierung aus dem Leistungshalbleiter-Teilaufbau 110', 120'. Besonders in der Haftvermittlerschicht 142 vorhandenes Titan ist als Diffusionsbarriere wirksam.
  • Das Aufbringen der Haftvermittlerschicht 142, der Wolfram umfassenden Schicht 144' sowie der Anschlussschicht 150' erfolgt beispielsweise in aufeinanderfolgenden Schritten, etwa jeweils mittels Sputtern oder chemischer Gasphasenabscheidung. In diesem Zusammenhang bietet die Wolfram umfassende Schicht 144' außerdem Schutz für die empfindlichere Haftvermittlerschicht 142 gegen unerwünschtes Abtragen der Haftvermittlerschicht 142 durch bestimmte Verarbeitungsschritte im Herstellungsprozess des Leistungshalbleiterbauelements 100'.
  • Im Unterschied zu dem Beispiel aus 1A ist bei dem Leistungshalbleiterbauelement 100' das Kontaktloch 130' im Wesentlichen mit Material der Anschlussschicht 150' ausgefüllt. Während für die Anschlussschicht 150' bevorzugt Aluminium und/oder Kupfer verwendet werden, bilden sich aufgrund des Abscheideverhaltens dieser Materialien oft Hohlräume, sogenannte Lunker, innerhalb des Kontaktlochs 130', wie in 1B durch den Hohlraum L dargestellt. Hieraus können sich Nachteile ergeben, beispielsweise wenn in dem Hohlraum L Prozessgase oder andere chemische Reste eingeschlossen werden, die später eine Funktionalität oder Lebensdauer des Leistungshalbleiterbauelements 100' beeinträchtigen können. Zudem kann ein Hohlraum L noch während des weiteren Auftragens der Anschlussschicht 150' unkontrolliert kollabieren und so einen unregelmäßigen Auftrag der Anschlussschicht 150' zur Folge haben. In einigen Fällen führt ein Hohlraum L zudem beim weiteren Auftragen der Anschlussschicht 150' zum Ausbilden eines sogenannten Pinhole, d.i. ein Hohlkanal, der sich ausgehend von dem Hohlraum L durch die Anschlussschicht 150' erstreckt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht eines Leistungshalbleiterbauelements 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Leistungshalbleiterbauelement 200 umfasst ebenfalls einen Halbleiterkörper 210, eine Isolationsschicht 220, eine auf einer Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 angeordnete Haftvermittlerschicht 242, eine auf der Haftvermittlerschicht 242 angeordnete Wolfram umfassende Schicht 244 und eine auf der Wolfram umfassenden Schicht 244 angeordnete Anschlussschicht 250. Ferner weist auch das Leistungshalbleiterbauelement 200 ein Kontaktloch 230 auf, das sich wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht 220 zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs 260 unterhalb der Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 erstreckt. Soweit sich aus dem Nachfolgenden nichts anderes ergibt, gilt bezüglich des Leistungshalbleiterbauelements 200 und der vorgenannten Merkmale das im Zusammenhang mit dem Leistungshalbleiterbauelement 100' aus 1 Gesagte entsprechend.
  • In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich das Kontaktloch 230 bis an die Oberseite des Halbleiterkörpers 210, während sich auch der Kontaktbereich 260 an der Oberseite des Halbleiterkörpers 210 befindet. In anderen Beispielen erstreckt sich das Kontaktloch 230 dagegen bis innerhalb des Halbleiterkörpers 210, ähnlich dem Beispiel aus 1A. Dabei befindet sich beispielsweise auch der Kontaktbereich 260 innerhalb des Halbleiterkörpers 210. In weiteren Beispielen erstreckt sich das Kontaktloch 230 innerhalb der Isolationsschicht 220, ohne den Halbleiterkörper 210 zu erreichen, und auch der Kontaktbereich 260 befindet sich dabei oberhalb des Halbleiterkörpers 210. Das Kontaktloch 230 ist dabei beispielsweise zur Kontaktierung elektrischer Komponenten, die innerhalb der Isolationsschicht 220 angeordnet sind, wie zum Beispiel Steuerelektroden, vorgesehen.
  • Im Unterschied zu dem Beispiel aus 1 weist bei dem Leistungshalbleiterbauelement 200 die Wolfram umfassende Schicht 244 keine einheitliche Dicke im Bereich der Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 und im Bereich des Kontaktlochs 230 auf. Stattdessen weist die Wolfram umfassende Schicht 244 im Bereich des Kontaktlochs 230 in Bezug auf eine Oberfläche des Kontaktlochs 260, auf die die Wolfram umfassende Schicht 244 aufgetragen ist, eine erste Dicke D1 auf, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht 244 das Kontaktloch 260 zumindest im Wesentlichen ausfüllt.
  • In dem gezeigten Beispiel ist die Dicke D1 so bemessen, dass das Kontaktloch 260 vollständig ausgefüllt ist. In anderen Beispielen ist die Dicke D1 dagegen so bemessen, dass die Wolfram umfassende Schicht 244 das Kontaktloch 260 weitgehend, jedoch nicht vollständig ausfüllt. Dabei weist das Kontaktloch 260 beispielsweise nicht wie in 2 schematisch dargestellt eine senkrechte Mantel- oder Seitenfläche, sondern beispielsweise ein zumindest abschnittsweise keilförmiges Querschnittsprofil auf. Die Dicke D1 entspricht in diesen Fällen beispielsweise wenigstens der Hälfte eines über die Tiefe des Kontaktlochs 230 gemittelten Durchmessers des Kontaktlochs 230. Der Durchmesser in einer jeweiligen Tiefe wird dabei beispielsweise jeweils in einer engsten Ausdehnungsrichtung des Kontaktlochs 230 bestimmt, d.h. gemäß einem in der jeweiligen Tiefe kleinsten Durchmesser. Der über die Tiefe des Kontaktlochs 230 gemittelte Durchmesser ist zudem beispielsweise gemäß einem arithmetischen oder einem geometrischen Mittel bestimmt. Beispielsweise ist bei einer derart bestimmten Dicke D1 der Wolfram umfassenden Schicht auch ein konisches Kontaktloch 230 oder ein grabenförmiges Kontaktloch 230 mit keilförmigem Querschnittsprofil durch die Wolfram umfassende Schicht 244 zumindest weitgehend ausgefüllt.
  • Das zumindest weitgehende Ausfüllen des Kontaktlochs 230 mittels der Wolfram umfassenden Schicht 244, wie vorangehend beschrieben, begünstigt das Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Anschlussschicht 250 und dem Kontaktbereich 260. Gleichzeitig sind auf diese Weise mögliche Schwierigkeiten vermieden, die sich ergeben können, wenn ein Innenraum des Kontaktlochs 230 mittels der Anschlussschicht 250 auszufüllen ist, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben. Dies begünstigt insbesondere eine Verwendung von Aluminium und/oder Kupfer als Bestandteile der Anschlussschicht 250, die bei üblichen Abscheidungsprozessen und bevorzugten Abmessungen des Kontaktlochs 230, wie im Zusammenhang mit 1A und 1B beschrieben, ein gegenüber Wolfram nachteilhaftes, weniger konformales Abscheideverhalten zum Ausfüllen des Kontaktlochs 230' aufweisen.
  • In dem Bereich der Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 weist die Wolfram umfassende Schicht 244 dagegen eine zweite Dicke D2 auf, die geringer als die erste Dicke D1 ist. Eine geringere Dicke D2 der Wolfram umfassenden Schicht 244 an der Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 ist geeignet, übermäßige mechanische Spannungen durch die Wolfram umfassende Schicht 244 in dem Leistungshalbleiterbauelemente 200 zu vermeiden. Dies ist vorteilhaft besonders bei Leistungshalbleiterbauelementen 200, die eine verhältnismäßig große Oberseite 221 aufweisen. Gleichzeitig ist in einigen Beispielen die Dicke D2 der Wolfram umfassenden Schicht 244 so bemessen, dass die Wolfram umfassende Schicht 244 einen ausreichenden Schutz für die darunter liegende Haftvermittlerschicht 242 gegenüber nachfolgenden Herstellungsschritten, beispielsweise gegenüber nachfolgenden Ätzprozessen, bietet.
  • In einigen Beispielen liegt die erste Dicke D1 in dem Bereich 300 nm - 600 nm, beispielsweise in dem Bereich 400 nm - 500 nm. Zudem liegt die zweite Dicke D2 in einigen Beispielen in dem Bereich 100 nm - 300 nm, beispielsweise in dem Bereich 150 nm - 250 nm. Die Haftvermittlerschicht 242 beträgt dagegen in einigen Beispielen weniger als 100 nm.
  • Die Isolationsschicht 220 umfasst zudem in einigen Beispielen Borophosphosilikatglas, BPSG. In weiteren Beispielen umfasst die Isolationsschicht 220 Siliziumnitrid und/oder undotiertes Oxid, beispielsweise in Kombination mit BPSG.
  • 3A - 3E zeigen schematische Darstellungen verschiedener Fertigungsstufen bei der Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements 200 wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben.
  • 3A zeigt einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau umfassend einen Halbleiterkörper 210 und eine darauf aufgetragene Isolationsschicht 220, Fertigungsstufe 310. Dabei ist in der Isolationsschicht 220 bereits ein Kontaktloch 230 zur Kontaktierung des Kontaktbereichs 260 ausgebildet. Zur Herstellung des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus 210, 220 können beispielsweise herkömmliche Beschichtungs-, Maskierungs- und/oder Abtragtechniken verwendet werden.
  • 3B zeigt den Leistungshalbleiter-Teilaufbau 210, 220 nach Auftragen der Haftvermittlerschicht 242, Fertigungsstufe 320. Die Haftvermittlerschicht 242 ist mittels Abscheidung, beispielsweise durch Sputtern, von Titan und/oder Titannitrid, gebildet.
  • 3C zeigt eine anschließende Fertigungsstufe 320, nachdem die Wolfram umfassende Schicht 244 mit einer Dicke D1, wie vorangehend beschrieben, auf die Haftvermittlerschicht 242 aufgetragen worden ist. Die Wolfram umfassende Schicht 244 ist ebenfalls mittels Abscheidung, beispielsweise durch Sputtern, von Wolfram, gebildet. Durch die gewählte Dicke D1 ist gewährleistet, dass das Kontaktloch 230 durch die Wolfram umfassende Schicht 244 zumindest im Wesentlichen ausgefüllt ist.
  • 3D zeigt den Aufbau aus 3C, wobei die Wolfram umfassende Schicht 244 außerhalb des Kontaktlochs 230 wieder teilweise entfernt worden ist, Fertigungsstufe 340. Die Wolfram umfassende Schicht 244 ist dabei beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren, CMP, und/oder Rückätzen soweit abgetragen, dass sie in dem Bereich der Oberseite 221 der Isolationsschicht 220 eine Dicke D2, wie vorangehend beschrieben, aufweist.
  • 3E zeigt das Leistungshalbleiterbauelement 200 nach Auftragen der Anschlussschicht 250 auf die Wolfram umfassende Schicht 244, Fertigungsstufe 350. Die Anschlussschicht 250 ist mittels Abscheidung, beispielsweise durch Sputtern von Aluminium und/oder Kupfer, gebildet.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer Querschnittsansicht eines Leistungshalbleiterbauelements 400 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Leistungshalbleiterbauelement 400 umfasst einen Halbleiterkörper 410 und eine darauf angeordnete Isolationsschicht 420 als Bestandteile eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus. Zudem ist auch bei dem Leistungshalbleiterbauelement 400 eine Haftvermittlerschicht 442 an einer Oberseite des Leistungshalbleiterteilaufbaus 410, 420 angeordnet, auf der wiederum eine Wolfram umfassende Schicht 444 sowie eine Anschlussschicht 450 angeordnet sind. Zudem weist auch das Leistungshalbleiterbauelement 400 ein Kontaktloch 330 zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs 360 unterhalb der Oberseite 421 der Isolationsschicht 420 auf. Die Wolfram umfassende Schicht 444 hat in dem Bereich des Kontaktlochs 330 eine erste Dicke D1 und in dem Bereich der Oberseite 421 der Isolationsschicht 420 eine zweite Dicke D2, die geringer ist als die erste Dicke D1. Soweit sich aus dem Nachfolgenden nichts anderes ergibt, gilt für das Leistungshalbleiterbauelement 400 und die vorangehend genannten Merkmale das im Zusammenhang mit 2 Gesagte entsprechend. Insbesondere beträgt die Dicke D1 wenigstens die Hälfte eines mittleren Durchmessers DM des Kontaktlochs 430. So ist gewährleistet, dass die Wolfram umfassende Schicht 444 das Kontaktloch 430 zumindest im Wesentlichen ausfüllt.
  • Wie bei dem Beispiel aus 1A kann es sich bei dem Leistungshalbleiterbauelement 400 um einen MOSFET handeln, bspw. einen MOSFET mit einer Kompensationsstruktur. Das Leistungshalbleiterbauelement 400 umfasst dabei ebenfalls mehrere planare Steuerelektroden 422a, 422b, die innerhalb der Isolationsschicht 420 angeordnet sind. Die Steuerelektroden 422a, 422b sind dabei auf unterschiedlichen Seiten des Kontaktlochs 330 angeordnet und dienen z.B. dem Ausbilden eines Inversionskanals in einem (in 4 nicht dargestellten) Body-Gebiet des Halbleiterkörpers 410.
  • Im Unterschied zu dem Beispiel aus 2 ist bei dem Leistungshalbleiterbauelemente 400 das Kontaktloch 330 mit einem ungleichmäßigen, insbesondere einem teilweise schrägen Querschnittsprofil ausgebildet. Dabei ist die erste Dicke D1 so gewählt, dass sie näherungsweise der Hälfte eines mittleren Durchmessers des Kontaktlochs 330 entspricht. Eine Aufweitung des Kontaktlochs 330 in dessen oberen Bereich hat dabei zur Folge, dass die Wolfram umfassende Schicht 444 das Kontaktloch 330 weitgehend, jedoch nicht vollständig ausfüllt. Es versteht sich jedoch gemäß dem zuvor Gesagten, dass auch bei dem Leistungshalbleiterbauelement 400 mögliche Schwierigkeiten, die sich bei einem Ausfüllen des Kontaktlochs 330 im Wesentlichen mittels der Anschlussschicht 450 ergeben können, wirksam vermieden sind.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements, beispielsweise der Leistungshalbleiterbauelemente 200, 400 wie im Zusammenhang mit 2 bis 4 beschrieben. Schritte des Verfahrens 500 sind dabei in einigen Beispielen zur Herstellung von Fertigungsstufen 310 - 350, wie im Zusammenhang mit 3A bis 3E beschrieben, geeignet.
  • Das Verfahren 500 umfasst ein Bereitstellen eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus, Schritt 510. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau wie im Zusammenhang mit den 2 bis 4 beschrieben.
  • Das Verfahren 500 umfasst ferner ein Aufbringen einer Haftvermittlerschicht an einer Oberseite des Leistungshalbleiterteilaufbaus, Schritt 520. Die Haftvermittlerschicht wird dabei derart aufgebracht, dass sie die Oberseite einer Isolationsschicht des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus wenigstens teilweise überdeckt. Die Haftvermittlerschicht umfasst in einigen Beispielen Titan und/oder Titannitrid. Dabei erfolgt das Aufbringen der Haftvermittlerschicht beispielsweise mittels Sputtern. In weiteren Beispielen erfolgt das Aufbringen der Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung.
  • Das Verfahren 500 umfasst ferner ein Aufbringen einer Wolfram umfassenden Schicht an der Haftvermittlerschicht derart, dass die Wolfram umfassende Schicht die Haftvermittlerschicht wenigstens teilweise bedeckt, Schritt 530. Das Aufbringen der Wolfram umfassenden Schicht erfolgt zudem derart, dass die Wolfram umfassende Schicht beispielsweise an der gesamten Oberseite des Halbleiterteilaufbaus eine erste Dicke D1 aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht das Kontaktloch des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus ausfüllt. Alternativ dazu füllt in weiteren Beispielen die Wolfram umfassende Schicht das Kontaktloch des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus weitgehend, jedoch nicht vollständig aus. Beispielsweise entspricht die erste Dicke D1 wenigstens der Hälfte eines Durchmessers des Kontaktlochs, beispielsweise einem über die Tiefe des Kontaktlochs gemittelten kleinsten Durchmesser des Kontaktlochs.
  • Die Wolfram umfassende Schicht besteht in einigen Beispielen zumindest im Wesentlichen aus Wolfram. Zudem erfolgt das Aufbringen der Wolfram umfassenden Schicht in einigen Beispielen mittels chemischer Gasphasenabscheidung. In weiteren Beispielen erfolgt das Aufbringen der Wolfram umfassenden Schicht wenigstens teilweise mittels Sputtern.
  • Das Verfahren 500 umfasst ferner ein Entfernen eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht in einem Bereich der Oberseite der Isolationsschicht des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus, Schritt 540. Das Entfernen erfolgt beispielsweise mittels Rückätzen und/oder durch chemisch-mechanisches Polieren, CMP. Das Entfernen erfolgt außerdem derart, dass nach dem Entfernen die Wolfram umfassende Schicht in dem Bereich der Oberseite der Isolationsschicht eine zweite Dicke D2 aufweist, die geringer als die erste Dicke D1 ist.
  • Das Entfernen des Teils der Wolfram umfassenden Schicht, Schritt 540, im Bereich der Oberseite der Isolationsschicht erfolgt in einigen Beispielen ohne ein Entfernen eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht innerhalb des Kontaktlochs.
  • Das Verfahren 500 umfasst ferner ein Aufbringen einer Anschlussschicht auf die Wolfram umfassende Schicht, Schritt 550. Die Anschlussschicht umfasst beispielsweise Kupfer und/oder Aluminium. In einigen Beispielen erfolgt das Aufbringen der Anschlussschicht wenigstens teilweise mittels Abscheiden, beispielsweise mittels Sputtern oder chemischer Gasphasenabscheidung.
  • Räumlich relative Ausdrücke, wie beispielsweise „unter“, „unterhalb“, „niedriger“, „auf‟, „oberhalb“ und ähnliche, werden zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet, um die Position eines Elements in Bezug auf ein zweites Element zu erläutern. Diese Ausdrücke sollen verschiedene Ausrichtungen der jeweiligen Vorrichtung erfassen zusätzlich zu anderen Ausrichtungen als den in den Zeichnungen dargestellten. Zudem werden Ausdrücke wie beispielsweise „erster“, „zweiter“ und ähnliche verwendet, um verschiedene Elemente, Regionen, Abschnitte etc. zu bezeichnen, und sie sollen nicht beschränkend aufgefasst werden. In der gesamten Beschreibung beziehen sich gleichartige Begriffe auf gleichartige Elemente.
  • Die Ausdrücke „mit“, „enthaltend“, „einschließend“, „umfassend“, „aufweisend“ und ähnliche sind offene Ausdrücke, die das Vorhandensein der angeführten Elemente oder Merkmale angeben, zusätzliche Elemente oder Merkmale aber nicht ausschließen.

Claims (20)

  1. Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) umfassend: - einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau (210, 220; 410, 420) mit einem Halbleiterkörper (210; 410) und einer Isolationsschicht (220; 420), die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers (210; 410) angeordnet ist, wobei an einer Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens ein Kontaktloch (230; 330) angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht (220; 420) erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs (260; 360) unterhalb der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) vorgesehen ist; - eine Haftvermittlerschicht (242; 442), die an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) angeordnet ist und die Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und eine Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens teilweise bedeckt; - eine Wolfram umfassende Schicht (244; 444), die an der Haftvermittlerschicht (242; 442) angeordnet ist und die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise bedeckt, und die im Bereich des Kontaktlochs (230; 330) eine erste Dicke (D1) aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) das Kontaktloch (230; 330) ausfüllt, und die im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) eine zweite Dicke (D2) aufweist, die geringer als die erste Dicke (D1) ist, und - eine Anschlussschicht (250; 450), die auf der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) angeordnet ist, wobei: - das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor umfasst, und - der Kontaktbereich (260; 360) unterhalb der Isolationsschicht (220; 420) angeordnet ist und ein Bereich des Halbleiterkörpers (210; 410) ist, und das Kontaktloch (230; 330) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (210; 410) vorgesehen ist.
  2. Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) umfassend: - einen Leistungshalbleiter-Teilaufbau (210, 220; 410, 420) mit einem Halbleiterkörper (210; 410) und einer Isolationsschicht (220; 420), die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers (210; 410) angeordnet ist, wobei an einer Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens ein Kontaktloch (230; 330) angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht (220; 420) erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs (260; 360) unterhalb der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) vorgesehen ist; - eine Haftvermittlerschicht (242; 442), die an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) angeordnet ist und die Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und eine Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens teilweise bedeckt; - eine Wolfram umfassende Schicht (244; 444), die an der Haftvermittlerschicht (242; 442) angeordnet ist und die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise bedeckt, und die im Bereich des Kontaktlochs (230; 330) eine erste Dicke (D1) aufweist und im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) eine zweite Dicke (D2) aufweist, die geringer als die erste Dicke (D1) ist, wobei die erste Dicke (D1) wenigstens der Hälfte eines Durchmessers (DM) des Kontaktlochs (230; 330) entspricht, und - eine Anschlussschicht (250; 450), die auf der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) angeordnet ist, wobei: - das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor umfasst, und - der Kontaktbereich (260; 360) unterhalb der Isolationsschicht (220; 420) angeordnet ist und ein Bereich des Halbleiterkörpers (210; 410) ist, und das Kontaktloch (230; 330) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (210; 410) vorgesehen ist.
  3. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser (DM) ein über eine Tiefe des Kontaktlochs (230; 330) gemittelter kleinster Durchmesser des Kontaktlochs (230; 330) ist.
  4. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens eines von Titan und Titannitrid umfasst.
  5. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) aus Wolfram besteht.
  6. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussschicht (250; 450) wenigstens eines von Kupfer und Aluminium umfasst.
  7. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der Haftvermittlerschicht (242; 442) weniger als 100 Nanometer beträgt.
  8. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dicke (D1) der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) zwischen 400 und 600 Nanometer beträgt.
  9. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Dicke (D2) der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) zwischen 100 und 400 Nanometer beträgt.
  10. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationsschicht (220; 420) in wenigstens einem von einem Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und einem Bereich der Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens eines von Siliziumnitrid, undotiertem Oxid und Borophosphosilikatglas, BPSG, umfasst.
  11. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktloch (230; 330) einen Kontaktgraben (230; 330) zum Bilden einer Grabenelektrode umfasst.
  12. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationsschicht (420) wenigstens eine Steuer-Elektrode (422a, 422b) umfasst, die in der Isolationsschicht (420) angeordnet ist.
  13. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Isolationsschicht (420) mehrere Steuer-Elektroden (422a, 422b) umfasst, die in der Isolationsschicht (420) angeordnet sind, und das Kontaktloch (330) sich zwischen benachbarten Steuer-Elektroden (422a, 422b) erstreckt.
  14. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor mit einer Body-Diode umfasst.
  15. Verfahren (500) zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements, umfassend: - Bereitstellen (510) eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) mit einem Halbleiterkörper (210; 410) und einer Isolationsschicht (220; 420), die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers (210; 410) angeordnet ist, wobei an einer Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens ein Kontaktloch (230; 330) angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht (220; 420) erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs (260; 360) unterhalb der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) vorgesehen ist; - Aufbringen (520) einer Haftvermittlerschicht (242; 442) an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) derart, dass die Haftvermittlerschicht (242; 442) die Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und eine Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens teilweise bedeckt; - Aufbringen (530) einer Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) an der Haftvermittlerschicht (242; 442) derart, dass die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise bedeckt und eine erste Dicke (D1) aufweist, die so bemessen ist, dass die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) das Kontaktloch (230; 330) ausfüllt; - Entfernen (540) eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) derart, dass nach dem Entfernen die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) eine zweite Dicke (D2) aufweist, die geringer als die erste Dicke (D1) ist, und - Aufbringen (550) einer Anschlussschicht (250; 450) auf die Wolfram umfassende Schicht (244; 444), wobei: - das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor umfasst, und - der Kontaktbereich (260; 360) unterhalb der Isolationsschicht (220; 420) angeordnet ist und ein Bereich des Halbleiterkörpers (210; 410) ist, und das Kontaktloch (230; 330) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (210; 410) vorgesehen ist.
  16. Verfahren (500) zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements, umfassend: - Bereitstellen (510) eines Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) mit einem Halbleiterkörper (210; 410) und einer Isolationsschicht (220; 420), die an einer Oberseite des Halbleiterkörpers (210; 410) angeordnet ist, wobei an einer Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens ein Kontaktloch (230; 330) angeordnet ist, das sich ausgehend von der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) wenigstens teilweise innerhalb der Isolationsschicht (220; 420) erstreckt und das zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktbereichs (260; 360) unterhalb der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) vorgesehen ist; - Aufbringen (520) einer Haftvermittlerschicht (242; 442) an einer Oberseite des Leistungshalbleiter-Teilaufbaus (210, 220; 410, 420) derart, dass die Haftvermittlerschicht (242; 442) die Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) und eine Oberfläche des Kontaktlochs (230; 330) wenigstens teilweise bedeckt; - Aufbringen (530) einer Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) an der Haftvermittlerschicht (242; 442) derart, dass die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise bedeckt und eine erste Dicke (D1) aufweist, wobei die erste Dicke (D1) wenigstens der Hälfte eines Durchmessers (DM) des Kontaktlochs (230; 330) entspricht; - Entfernen (540) eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) derart, dass nach dem Entfernen die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) eine zweite Dicke (D2) aufweist, die geringer als die erste Dicke (D1) ist, und - Aufbringen (550) einer Anschlussschicht (250; 450) auf die Wolfram umfassende Schicht (244; 444), wobei: - das Leistungshalbleiterbauelement (200; 400) einen Transistor umfasst, und - der Kontaktbereich (260; 360) unterhalb der Isolationsschicht (220; 420) angeordnet ist und ein Bereich des Halbleiterkörpers (210; 410) ist, und das Kontaktloch (230; 330) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (210; 410) vorgesehen ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens eines von Titan und Titannitrid umfasst und das Aufbringen (520) der Haftvermittlerschicht (242; 442) wenigstens teilweise mittels Sputtern erfolgt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Wolfram umfassende Schicht (244; 444) aus Wolfram besteht und das Aufbringen (530) der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) wenigstens teilweise mittels Gasphasenabscheidung erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Anschlussschicht (250; 450) wenigstens eines von Kupfer und Aluminium umfasst und das Aufbringen (550) der Anschlussschicht (250; 450) wenigstens teilweise mittels Abscheiden erfolgt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Entfernen (540) des Teils der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) im Bereich der Oberseite (221; 421) der Isolationsschicht (220; 420) ohne ein Entfernen eines Teils der Wolfram umfassenden Schicht (244; 444) innerhalb des Kontaktlochs (230; 330) erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US11205720B2 (en) 2019-05-30 2021-12-21 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device with contact plugs
US11417568B2 (en) 2020-04-10 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Methods for selective deposition of tungsten atop a dielectric layer for bottom up gapfill

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006919A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements und Verfahren zur Herstellung desselben
US8153520B1 (en) 2009-08-03 2012-04-10 Novellus Systems, Inc. Thinning tungsten layer after through silicon via filling

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003142484A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006919A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements und Verfahren zur Herstellung desselben
US8153520B1 (en) 2009-08-03 2012-04-10 Novellus Systems, Inc. Thinning tungsten layer after through silicon via filling

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