[發明專利]包括具有漂移區和漂控區的半導體器件的半導體器件布置

無效

• 申請號: 201210502298.7
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103137704A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: F.希爾勒
• 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;H01L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;李浩

技術領域

本發明的實施例涉及包括具有漂移區和漂移控制區的半導體器件的半導體器件布置。

背景技術

相對新類型的功率半導體器件包括具有源區、漏區、體區、漂移區、柵電極和柵極電介質的常規MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）拓撲，并且還包括漂移控制區和在漂移區與漂移控制區之間的漂移控制區電介質。可以通過向柵電極施加適當的驅動電位來將半導體器件切換到導通狀態或截止狀態。

在半導體器件的操作中，漂移控制區被連接到偏置源，其在半導體器件處于導通狀態時，使漂移控制區偏置，使得沿著漂移控制區電介質在漂移區中產生導電溝道。該導電溝道是反型溝道或累積溝道（accumulation?channel），即取決于漂移區的摻雜類型，并幫助減小半導體器件的導通電阻（on-resistance）。

在半導體器件的截止狀態下，空間電荷區（耗盡區）在漂移區和漂移控制區中擴展。當半導體器件從截止狀態切換至導通狀態時，必須將此耗盡區從漂移區去除。

需要提供一種具有漂移區和漂移控制區的半導體器件，其能夠從截止狀態快速切換至導通狀態并在從截止狀態到導通狀態的過渡期間具有低損耗。

發明內容

第一實施例涉及具有半導體器件的半導體器件布置。該半導體器件包括源區、漏區、體區以及漂移區。該漂移區被布置在體區與漏區之間，并且該體區被布置在源區與漂移區之間。柵電極鄰近于體區且被柵極電介質與體區介電絕緣，并且漂移控制區鄰近于漂移區且被漂移控制區電介質與漂移區介電絕緣。該半導體器件還包括與漏區的摻雜類型互補的摻雜類型的注入區、與漏區和注入區電接觸的漏電極、以及與漏區相同的摻雜類型但被更緩慢地摻雜的注入控制區。該注入控制區毗鄰漂移控制區，沿著漂移控制區在第一方向上延伸，并在第一方向上毗鄰漏區且在垂直于第一方向的方向上毗鄰注入區。

第二實施例涉及包括半導體器件的半導體器件布置。該半導體器件包括源區、漏區、體區以及漂移區，在半導體本體中，漂移區被布置在體區與漏區之間且體區被布置在源區與漂移區之間、鄰近于體區且被柵極電介質與體區介電絕緣的柵電極、鄰近于漂移區且被漂移控制區電介質與漂移區介電絕緣的漂移控制區、與漏區的摻雜類型互補的摻雜類型的注入區、與漏區電接觸的漏電極、以及與漏區相同摻雜類型但被更緩慢地摻雜的注入控制區。注入控制區毗鄰漂移控制區電介質，沿著漂移控制區在第一方向上延伸，并且在第一方向上毗鄰漏區和注入區。注入區在與漂移控制區電介質和漂移區之間的界面平行的方向上鄰近于漏區。

第三實施例涉及包括半導體器件的半導體器件布置。該半導體器件包括源區、漏區、體區以及漂移區，在半導體本體中，漂移區被布置在體區與漏區之間且體區被布置在源區與漂移區之間、鄰近于體區且被柵極電介質與體區介電絕緣的柵電極、鄰近于漂移區且被漂移控制區電介質與漂移區介電絕緣的漂移控制區、與漏區的摻雜類型互補的摻雜類型的注入區、與漏區電接觸的漏電極、以及與漏區相同摻雜類型但被更緩慢地摻雜的注入控制區。注入控制區毗鄰漂移控制區電介質，沿著漂移控制區在第一方向上延伸，毗鄰漏區和注入區，并具有與漂移區的摻雜濃度不同的摻雜濃度。

在閱讀以下詳細描述時和在觀看附圖時，本領域的技術人員將認識到附加特征和優點。

附圖說明

現在將參考附圖來解釋示例。附圖用于說明基本原理，使得僅說明了理解該基本原理所需的方面。附圖并不按比例。在圖中，相同的參考符號指示類似的特征。

圖1圖示了包括溝槽柵電極（trench?gate?electrode）、漏區、漂移控制區、注入區以及注入控制區的半導體器件的垂直橫截面視圖，并且圖示了被耦合到漂移控制區的偏置源。

圖2圖示了根據第一實施例的偏置源。

圖3圖示了根據第二實施例的偏置源。

圖4圖示了包括平面柵電極的半導體器件的垂直橫截面視圖。

圖5圖示了根據另外實施例的包括溝槽柵電極的半導體器件的垂直橫截面視圖。

圖6圖示了根據另外實施例的包括溝槽柵電極的半導體器件的垂直橫截面視圖。

圖7圖示了包括具有縱向漂移區的器件單元（device?cell）的半導體器件的水平橫截面視圖。

圖8圖示了包括具有六角形漂移區的器件單元的半導體器件的水平橫截面視圖。

圖9圖示了根據第一實施例的縱向漂移區的垂直橫截面視圖。

圖10圖示了根據第二實施例的縱向漂移區的垂直橫截面視圖。