[實用新型]半導體部件、垂直MOSFET、IGBT結構和集成半導體器件

有效

• 申請號: 201320118299.1
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203242627U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: M.菲萊邁耶;W.佩因霍普夫
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/78;H01L29/739
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;李浩

技術領域

本實用新型涉及半導體器件領域，具體地說，涉及具有瓶頸形溝槽和較窄寬度的源電極的半導體器件。

背景技術

隨著超大規模集成電路（VLSIC）的尺寸不斷減小以及集成度越來越高，所需要的供電電源的電壓也隨之越來越低，而電流卻不斷增大。在功率半導體器件中，MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）因其具有優良的開關特性而廣泛應用于電源、消費類電子產品、通信裝置、汽車電子及工業控制等領域。隨著半導體制造工藝的不斷發展，低電壓功率MOSFET的導通電阻已經可以達到足夠低的水平。然而，對于高電壓功率MOSFET，由于在額定結溫下的導通電阻產生的導通壓降居高不下，因此導通電阻已經成為限制高電壓功率MOSFET性能的一個關鍵參數。

為了降低功率MOSFET的導通電阻，已經提出了很多種結構，例如橫向雙擴散MOSFET（Lateral?Double-Diffused?MOSFET）、溝槽MOSFET、垂直雙擴散MOSFET（Vertical?Double-diffused?MOSFET）等。與常規的功率MOSFET相比，溝槽MOSFET有助于大大降低導通電阻值。通常，溝槽MOSFET的導通電阻由接觸電極電阻、溝道電阻、臺面電阻、臺面下面的外延層的電阻、襯底電阻、金屬層電阻以及封裝電阻等構成。為了盡可能地降低導通電阻，最好是將溝槽之間的臺面區域盡可能地最小化以允許臺面區域的較高摻雜并提高溝道密度。然而，由于必須要形成到源區和體區的接觸并且該接觸需要最小的空間等等因素，使得所述臺面區域不能按照所希望的那樣被縮小。

因此，為了滿足對更大電流的需求同時獲得更好的開關特性，仍需要開發出具有降低的總導通電阻的改進的功率MOSFET。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供至少一種方案來解決上述問題。

根據本實用新型的一個方面，提供一種半導體部件，該半導體部件包括：

半導體襯底；

位于所述半導體襯底中的溝槽，所述溝槽由上溝槽部分和下溝槽部分構成，其中上溝槽部分比下溝槽部分窄；

位于所述溝槽中的柵電極；以及

位于所述溝槽中并在所述柵電極和所述溝槽的底部之間延伸的源電極，

其特征在于，所述源電極的寬度小于350?nm。

進一步地，所述半導體襯底可以包括第一導電類型的漂移區和在所述漂移區之上的第二導電類型的體區。

進一步地，所述溝槽的上溝槽部分與下溝槽部分之間的過渡區可以在所述漂移區與所述體區之間的界面下方。

根據本實用新型的另一個方面，提供一種垂直MOSFET，所述垂直MOSFET包括：

第一導電類型的漏區；

位于所述漏區之上的第一導電類型的漂移區；

位于所述漂移區之上的第二導電類型的體區；

位于所述體區之上的第一導電類型的源區；

從所述源區的上表面嵌入在所述源區、所述體區、所述漂移區中的溝槽，所述溝槽的底表面位于所述漂移區中，所述溝槽由上溝槽部分和下溝槽部分構成，其中上溝槽部分比下溝槽部分窄；

位于所述溝槽中的柵電極；以及

位于所述溝槽中并在所述柵電極和所述溝槽的底部之間延伸的源電極，

其特征在于，所述源電極的寬度小于350?nm。

優選地，所述溝槽的上溝槽部分與下溝槽部分之間的過渡區可以在所述漂移區與所述體區之間的界面下方。

進一步地，所述垂直MOSFET還可以包括位于所述源區之上的源電極和位于所述漏區下面的漏電極，其中位于所述溝槽中的源電極被電連接到位于所述源區之上的源電極。

根據本實用新型的再一個方面，提供一種IGBT（絕緣柵雙極晶體管）結構，該IGBT結構包括：第一導電類型的集電極區；

位于所述集電極區之上的第二導電類型的緩沖區；

位于所述緩沖區之上的第二導電類型的漂移區；

位于所述漂移區之上的第一導電類型的基極區；

位于所述基極區之上的第二導電類型的發射極區；

從所述發射極區的上表面嵌入在所述發射極區、所述基極區、所述漂移區中的溝槽，所述溝槽的底表面位于所述漂移區中，所述溝槽由上溝槽部分和下溝槽部分構成，其中上溝槽部分比下溝槽部分窄；

位于所述溝槽中的柵電極；以及

位于所述溝槽中并在所述柵電極和所述溝槽的底部之間延伸的源電極，

其特征在于，所述源電極的寬度小于350?nm。