[發(fā)明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580037812.2
• 申請日: 2005-10-21
• 公開（公告）號: CN101091260A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發(fā)明（設計）人: A·格拉赫;曲寧
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329;H01L29/861;H01L29/866
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1前序部分的半導體裝置及用于其制造的方法。該類型的半導體裝置涉及一種結-勢壘-肖特基-二極管，它具有一種溝槽結構(Grabenstruktur)。該半導體裝置特別好地適合在汽車的車載電網(wǎng)中用作Z二極管(齊納二極管)。?

在現(xiàn)代的汽車中越來越多的功能用電子部件實現(xiàn)。由此對于電功率產(chǎn)生越來越大的需求。為滿足該需求，必須提高汽車內(nèi)的發(fā)電機系統(tǒng)的效率。迄今在汽車的發(fā)電機系統(tǒng)中一般把PN二極管用作Z二極管。PN二極管的優(yōu)點一方面是低的截止電流，另一方面是高的堅固性(Robustheit)。然而主要的缺點是較高的導通電壓UF。在室溫下僅在約0.7V的導通電壓UF下電流才開始流通。在正常的運行條件下，其中電流密度約為500A/cm²，導通電壓UF上升到超過1V。這導致效率的逆轉(zhuǎn)。?

根據(jù)理論上的考慮，肖特基二極管可以考慮作為替代方案。亦即肖特基二極管比PN二極管具有顯著低的導通電壓。例如在電流密度約為500A/cm²的情況下肖特基二極管的導通電壓約為0.5V到0.6V。此外，肖特基二極管作為多數(shù)載流子組件在快速的開關工作時提供優(yōu)點。然而就已知的而言，肖特基二極管在汽車的發(fā)電機系統(tǒng)中的使用迄今尚未實現(xiàn)。這可能歸咎于肖特基二極管的一些重要的缺點，它們使得這種應用顯得尚為遙遠。首先，肖特基二極管比PN二極管具有較高的截止電流。此外該截止電流強烈取決于截止電壓。最后肖特基二極管表示出一種差的堅固性，特別是在高溫下。這些缺點迄今阻礙肖特基二極管在汽車應用中使用。?

由T.Sakai等人發(fā)表的“Experimental?investigation?of?dependence?ofelectrical?characteristics?on?device?parameters?in?Trench?MOS?BarrierSchottky?Diodes”，Proceedings?of?1998?International?Symposium?on?PowerSemiconductors&ICs，京都，第293-296頁；S.Kunori等人發(fā)表的“Lowleakage?current?Schottky?barrier?diode”，Proceedings?of?1992InternationalSymposium?on?Power?Semiconductors&ICs，京都，第80-85頁；以及從DE?19749195A1中已知為改善肖特基二極管的特征的措施，其導致了所謂的JBS(JBS＝Junction-Barrier-Schottky-Diode)或者所謂的TMBS(TMBS＝Trench-MOS-Barrier-Schottky-Diode)。在JBS中，通過適當?shù)卮_定規(guī)定的結構參數(shù)的大小至少部分地屏蔽引起高截止電流的肖特基效應并且由此減小截止電流。然而例如通過更深的p擴散在更大的程度上的屏蔽是不實際的，因為擴散區(qū)同時在側(cè)方向上也將進一步擴展。但是由此以不利的方式進一步減小了為在導通方向上電流流動可用的面積。TMBS的優(yōu)點在于可能減小截止電流。在此截止電流主要通過二極管的MOS結構的準反型層沿在二極管結構中制造的溝槽(Grabens)的表面流動。其結果是，MOS結構可通過由n-外延層至氧化物層注入所謂的“熱”載流子惡化，并且在特別不利的情況條件下甚至被損壞。因為為建立反型溝道需要一定的時間，所以空間電荷區(qū)在快速開關過程開始時短時間地進一步擴寬，所以電場強度上升。這能夠?qū)е露O管在擊穿中短時的、不希望的工作。因此很少推薦在截止電流方面改善了的TMBS作為Z二極管使用和在擊穿區(qū)域內(nèi)工作。?

發(fā)明優(yōu)點?

具有權利要求1的特征的本發(fā)明建議一種半導體裝置，其具有低的導通電壓、低的截止電流和大的堅固性。?