[發明專利]具有提高的魯棒性的垂直晶體管

無效

• 申請號: 201210262659.5
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN102903754A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 邁克爾·阿薩姆;賴納德·桑德爾;馬蒂亞斯·斯特徹;馬庫斯·溫克勒
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明的實施方式涉及一種垂直晶體管，具體來說，一種垂直功率MOSFET。

背景技術

諸如功率MOSFET的晶體管被廣泛用作諸如電機、照明和其他的開關電力負載的電子開關，或用作開關式電源中的開關，僅提及了一些可能的應用。功率MOSFET包括在體區和漏區之間的漂移區，其中，PN結形成于體區和漏區之間。當在反方向上施加使PN結偏置的電壓時，MOSFET斷開，使得在漂移區中形成勢壘區（depletion?region）。漂移區的摻雜濃度和長度是定義MOSFET電壓阻斷能力的幾個參數中的兩個。電壓阻斷能力是在發生雪崩擊穿之前可施加到PN結的最大電壓。當雪崩擊穿使得大電流在反方向上流經MOSFET時，該電流引起MOSFET發熱。

根據MOSFET的具體類型，電壓阻斷能力可能在幾十伏到最多幾千伏（kV）之間?，F今的MOSFET器件有暫時承受雪崩擊穿而不至于被損壞或者甚至被毀的能力。MOSFET的魯棒性由在雪崩擊穿狀態中不至于被損壞或被毀的情況下可消散的能量來定義。

需要進一步提高MOSFET器件的魯棒性。

發明內容

本發明的第一實施方式涉及一種晶體管。該晶體管包括：具有第一水平表面的半導體本體，被設置在半導體本體中的漂移區，被設置在半導體本體的溝道中的多個柵電極。溝道具有縱向方向并且相對于彼此平行延伸，其中，溝道的縱向方向在半導體本體的第一橫向方向上延伸。該晶體管還包括設置在溝道之間的體區和設置在溝道之間的源區，其中，體區在半導體本體的豎直方向上被設置在漂移區和源區之間。在第一水平表面中，源區和體區在第一橫向方向上被交替設置，以及源電極在第一表面中被電連接到源區和體區。

第二實施方式涉及一種晶體管。該晶體管包括：具有第一水平表面的半導體本體，被設置在半導體本體中的漂移區，以及被設置在半導體本體的溝道中的多個柵極。溝道具有縱向方向并且相對于彼此平行延伸，其中，溝道的縱向方向在半導體本體的第一橫向方向上延伸。該晶體管還包括設置在溝道之間的體區，以及設置在溝道之間的源區。源區延伸到第一表面并形成通過柵電極劃分成源區的至少一個源區域。第一表面中的源區域被由包括延伸到第一表面的多個體區的體區域所包圍。

附圖說明

現將參考附圖解釋示例。附圖有助于說明基本原理，因此僅僅說明了為理解該基本原理所需的方面。附圖沒有按比例。在附圖中相同的參考數字指示相同的信號和電路部件。

圖1A至圖1C示出了實施為MOSFET的晶體管的第一實施方式；

圖2A和圖2B示出了實施為MOSFET的晶體管的第二實施方式；

圖3A和圖3B示出了實施為MOSFET的晶體管的第三實施方式；以及

圖4A至圖4C示出了實施為MOSFET的晶體管的另外的實施方式。

具體實施方式

圖1A至圖1C示出了實施為MOSFET的晶體管的第一實施方式。圖1A示出了集成在MOSFET的有源區中的半導體本體100的水平截面圖。圖1B示出了MOSFET部分的第一垂直截面圖，以及圖1C示出了MOSFET部分的第二垂直截面圖。圖1A示出了在圖1B和圖1C中示出的在水平截面平面C-C中的水平截面圖，圖1B示出了在圖1A中示出的在垂直截面平面A-A中的垂直截面圖，以及圖1C示出了在圖1A中示出的在垂直截面平面B-B中的垂直截面圖。

MOSFET包括設置在半導體本體100的溝道中的多個柵電極21。溝道具有縱向方向，并且相對于彼此平行延伸，其中，溝道的縱向方向在半導體本體100的第一橫向方向x上延伸。通過柵極電介質22，每個柵電極21與半導體本體100的區域介質隔離（dielectrically?insulated）。