[發明專利]在溝槽中包括電介質結構的半導體器件

有效

• 申請號: 201310313096.2
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103579309A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: H-P.費爾斯爾;F.希爾勒;F.J.尼德諾施泰德;H-J.舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/739;H01L29/772;H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

1.?一種半導體器件，包括：

溝槽，其從第一表面延伸到半導體本體的漂移區中；

在所述溝槽中的柵電極；

本體區，其鄰接所述溝槽的側壁；

在所述溝槽中的電介質結構，所述電介質結構包括所述溝槽的較低部分中的高k電介質，其中所述高k電介質包括比SiO₂的介電常數高的介電常數；以及其中所述高k電介質在垂直于第一表面的垂直方向上的延伸被限制在所述溝槽的底側和其中所述本體區的底側鄰接所述溝槽的側壁的水平之間。

2.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述高k電介質包括Al₂O₃、Ta₂O₅和ZrO₂中的至少一個。

3.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，電介質的厚度的范圍在50nm和1μm之間。

4.?根據權利要求1所述的半導體器件，還包括在所述柵電極下面的所述溝槽中的場電極。

5.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述高k電介質形成所述溝槽的相對側壁和底側的襯里。

6.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述高k電介質被夾在第一電介質層和第二電介質層之間。

7.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第一電介質處于所述高k電介質和半導體本體之間。

8.?根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述第一電介質包括SiO₂。

9.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述電介質結構還包括所述溝槽的較低部分中的帶電的電介質，其中所述帶電的電介質的表面電荷的范圍在10¹¹cm^-2和10¹³cm^-2之間；以及其中所述帶電的電介質在垂直于第一表面的垂直方向上的延伸被限制在所述溝槽的底側和其中所述本體區的底側鄰接所述溝槽的側壁的水平之間。

10.?根據權利要求9所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質鄰接所述高k電介質。

11.?根據權利要求9所述的半導體器件，其中，中間電介質處于所述高k電介質和所述帶電的電介質之間。

12.?根據權利要求9所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質包括負電荷。

13.?根據權利要求12所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質包括銫。

14.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體器件是絕緣柵雙極型晶體管。

15.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體器件是場效應晶體管。

16.?根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述高k電介質在垂直于第一表面的垂直方向上的延伸被限制在所述溝槽的底側與處于從所述溝槽的底側到其中所述本體區的底側鄰接所述溝槽的側壁的水平的距離的10%到50%之間的水平之間。

17.?一種半導體器件，包括：

溝槽，其從第一表面延伸到半導體本體的漂移區中；

在所述溝槽中的柵電極；

本體區，其鄰接所述溝槽的側壁；

在所述溝槽中的電介質結構，所述電介質結構包括所述溝槽的較低部分中的帶電的電介質，其中所述帶電的電介質的表面電荷的范圍在10¹¹cm^-2和10¹³cm^-2之間；以及其中所述帶電的電介質在垂直于第一表面的垂直方向上的延伸被限制在所述溝槽的底側和其中所述本體區的底側鄰接所述溝槽的側壁的水平之間。

18.?根據權利要求17所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質形成所述溝槽的相對側壁和底側的襯里。

19.?根據權利要求17所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質包括負電荷。

20.?根據權利要求19所述的半導體器件，其中，所述帶電的電介質包括銫。