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具有场电极和改进的雪崩击穿行为的晶体管


技术摘要:
本发明的各个实施例涉及具有场电极和改进的雪崩击穿行为的晶体管。公开了一种半导体器件和用于形成该半导体器件的方法。该半导体器件的一个实施例包括至少一个晶体管单元,其中该至少一个晶体管单元包括:在半导体本体中的,第一掺杂类型的漂移区域、第一掺杂类型的源  全部
背景技术:
晶体管,诸如MOSFET,在汽车、工业或消费电子应用中广泛用于驱动负载、转换功 率等。这些晶体管,其常常指功率晶体管,具有不同的电压阻断能力。“电压阻断能力”限定 了晶体管在断开状态下(当断开时)可以承受的最大电压电平。当在断开状态下、向晶体管 施加具有比该最大电压电平更高的电平的电压时,在晶体管的内部pn结处可能发生雪崩击 穿。 期望设计一种晶体管,尤其是MOSFET,从而使得其可以反复承受雪崩击穿而不被 破坏或者不发生退化效应,诸如例如,电荷阻断能力的减小。
技术实现要素:
一个实施例涉及一种晶体管器件。该晶体管器件包括至少一个晶体管单元,该至 少一个晶体管单元包括:在半导体本体中的,第一掺杂类型的漂移区域、第一掺杂类型的源 极区域、第二掺杂类型的本体区域以及第一掺杂类型的漏极区域,其中本体区域布置在源 极区域与漂移区域之间,以及其中漂移区域布置在本体区域与漏极区域之间;栅极电极,该 栅极电极与本体区域相邻,并且通过栅极电介质与本体区域介电绝缘;以及场电极,该场电 极通过场电极电介质与漂移区域介电绝缘。漂移区域包括雪崩区域,其中该雪崩区域的掺 杂浓度比与雪崩区域相邻的这部分漂移区域更高,并且在与晶体管器件的电流流动方向垂 直的方向上与场电极电介质间隔开。场电极布置在沟槽中,该沟槽具有在半导体本体的底 部平面中的底部,以及雪崩区域的至少一个部分比起接近半导体本体的由源极区域限定出 来的表面更接近底部平面。 一个实施例涉及一种用于形成具有至少一个晶体管单元的晶体管器件的方法。该 方法包括:在晶体管单元的漂移区域中的半导体本体中,形成雪崩区域,该雪崩区域的掺杂 浓度比漂移区域的与雪崩区域相邻的部分更高。形成雪崩区域包括:形成雪崩区域,从而使 该雪崩区域在与电流流动方向垂直的方向上与使场电极与漂移区域介电绝缘的场电极电 介质间隔开,并且在电流流动方向上与在本体区域与漂移区域之间的pn结间隔开,并且使 得该雪崩区域的至少一个部分比起接近半导体本体的表面更接近底部平面,而场电极布置 在沟槽中,该沟槽具有在底部平面中的底部。 另一个实施例涉及一种晶体管器件。该晶体管器件包括至少一个晶体管单元,该 至少一个晶体管单元包括:在半导体本体中的,第一掺杂类型的漂移区域、第一掺杂类型的 4 CN 111599863 A 说 明 书 2/12 页 源极区域、第二掺杂类型的本体区域以及第一掺杂类型的漏极区域,其中本体区域布置在 源极区域与漂移区域之间,以及其中漂移区域布置在本体区域与漏极区域之间;栅极电极, 该栅极电极与本体区域相邻,并且通过栅极电介质与本体区域介电绝缘;以及场电极,该场 电极通过场电极电介质与漂移区域介电绝缘。漂移区域包括雪崩区域,其中该雪崩区域的 掺杂浓度比与雪崩区域相邻的这部分漂移区域更高,并且在与晶体管器件的电流流动方向 垂直的方向上与场电极电介质间隔开。场电极布置在针形沟槽中。 附图说明 下面参照附图对示例进行说明。附图用于图示特定原理,从而使得仅仅对理解这 些原理所需的各个方面进行了图示。附图未按比例绘制。在附图中,相同的附图标记表示类 似的特征。 图1示出了根据一个实施例的晶体管器件的竖直截面图; 图2A和图2B示出了曲线图,该曲线图图示了在图1中示出的晶体管器件中的雪崩 区域和周围区域中的掺杂浓度; 图3示出了在图1中示出的晶体管器件的修改例; 图4示出了在图1中示出的晶体管器件的另一修改例; 图5示出了在图4中示出的晶体管器件的细节; 图6示出了根据一个实施例的在图1、图3和图4中示出的多种类型中的一种类型的 晶体管器件的第一截面中的水平截面图; 图7示出了根据一个实施例的在图1、图3和图4中示出的多种类型中的一种类型的 晶体管器件的第二截面中的水平截面图; 图8示出了在图7中示出的晶体管器件的修改例; 图9示出了根据另一个实施例的在图1、图3和图4中示出的多种类型中的一种类型 的晶体管器件的第一截面中的水平截面图; 图10示出了根据另一个实施例的在图1、图3和图4中示出的多种类型中的一种类 型的晶体管器件的第二截面中的水平截面图; 图11至图13示出了根据另外的实施例的在图1、图3和图4中示出的多种类型中的 一种类型的晶体管器件的第二截面中的水平截面图; 图14示出了根据另一个实施例的晶体管器件的竖直截面图; 图15示出了根据一个实施例的在图14中示出的类型的晶体管器件的第一截面中 的水平截面图; 图16示出了根据一个实施例的在图14中示出的类型的晶体管器件的第二截面中 的水平截面图; 图17示出了在图16中示出的晶体管器件的修改例; 图18示出了根据另一个实施例的在图14中示出的类型的晶体管器件的第二截面 中的水平截面图; 图19示出了在图18中示出的晶体管器件的第一截面中的水平截面图; 图20示出了根据一个实施例的在图14中示出的类型的晶体管器件的第一截面中 的水平截面图; 5 CN 111599863 A 说 明 书 3/12 页 图21示出了在图20中示出的类型的晶体管器件的透视图; 图22至图24示出了根据另外的实施例的在图14中示出的类型的晶体管器件的第 二截面中的水平截面图; 图25A和图25B图示了用于在晶体管器件的漂移区域中生产雪崩区域的方法的一 个实施例; 图26A和图26B图示了用于在晶体管器件的漂移区域中生产雪崩区域的方法的另 一个实施例;以及 图27A和图27B图示了用于在晶体管器件的漂移区域中生产雪崩区域的方法的另 一个实施例。
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