[實用新型]半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320118235.1
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203242633U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.西米尼克;M.胡茨勒;O.布蘭克;L.J.葉
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/739;H01L29/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曲寶壯;李浩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種半導(dǎo)體器件，并且更特別地涉及半導(dǎo)體器件的接觸。

背景技術(shù)

定義高壓功率MOSFET的性能的一個關(guān)鍵參數(shù)是對限定的阻斷電壓的良好的導(dǎo)通電阻(Rds(on))。用于實現(xiàn)低Rds(on)的現(xiàn)有解決方法是所謂的場板MOSFET。

為了改善Rds(on)?x?A，盡可能地最小化所有幾何尺寸以允許大單元密度是十分關(guān)鍵的。因此，場板的寬度也應(yīng)當(dāng)被最小化。然而，這導(dǎo)致在接觸通常由高摻雜多晶硅層形成的場板方面的問題。由于場板的寬度小且由于所需最小接觸孔寬度，現(xiàn)在接觸僅通過接觸的正面和背面以及底部形成，因為接觸的側(cè)壁接觸場氧化物。不幸的是，接觸孔的底面明顯不貢獻(xiàn)于低接觸電阻，該接觸電阻通常由非掩模p+接觸注入導(dǎo)致，該非掩模p+接觸注入還減小源極多晶硅中的n+摻雜密度。然而，因為場板負(fù)責(zé)橫向補償臺面摻雜，到場板的低電阻接觸是必須的。在快速瞬時現(xiàn)象和增加的接觸電阻的情況中，可能出現(xiàn)場板的充電占用太多的時間。這將導(dǎo)致局部雪崩事件和增加的開關(guān)損耗。

為解決該問題，若干解決方案是已知的：

－提供具有增加寬度的溝槽，以增加的Rds(on)為代價，實現(xiàn)側(cè)壁接觸

－以附加成本為代價，提供用于p+接觸注入的掩模，防止到源極多晶硅的注入以保持高n+摻雜且確保良好接觸

－增加僅接觸源極多晶硅的區(qū)域中的接觸凹槽深度（因為較低體pn結(jié)，臺面區(qū)域中的接觸凹槽深度不能被增加）。這增加了正面和背面處的面積且因而改善了接觸電阻，然而，這也需要額外的掩模層且增加了成本以及用于沉積插塞材料的高寬比

－接觸孔長度可以明顯增加以平衡底面處增加的電阻，但是這減小了有效面積且因而對于給定總芯片面積增加了導(dǎo)通電阻

－溝槽寬度在再次實現(xiàn)側(cè)壁接觸的溝道端部增加，然而臺面寬度在芯片的該部分減小，這導(dǎo)致局部不同的擊穿電壓。這通常負(fù)面地影響器件的雪崩耐久性（ruggedness）。

除了由器件的Rds(on)導(dǎo)致的開態(tài)損耗的減少外，開關(guān)損耗的減少也是重要的。在許多應(yīng)用中，使用了MOSFET的體二極管，這會增加由在體二極管傳導(dǎo)狀態(tài)期間的內(nèi)建電荷導(dǎo)致的開關(guān)損耗。該存儲電荷Qrr稍后需要作為反向電流在每個開關(guān)循環(huán)中移除。已知若干措施可以用來減少由于體二極管傳導(dǎo)產(chǎn)生的存儲電荷。所述措施包括使用單極二極管結(jié)構(gòu)。可是，單極結(jié)構(gòu)需要芯片面積，這將對比面積導(dǎo)通電阻產(chǎn)生負(fù)面影響。

在器件直接被驅(qū)動到雪崩的體二極管的快速換向情況下，Qrr的減少還會改善換向耐久性。在該情況下，反向恢復(fù)峰值必須低于單脈沖雪崩破壞電流，以阻止器件的損壞；從而降低電流峰值是有利的。Qrr的減少還與反向恢復(fù)電流峰值的減少有關(guān)，因此是有益的。

由此，仍需要進(jìn)一步改善Rds(on)?x?A。同時，需要減少在體二極管傳導(dǎo)期間生成的存儲電荷Qrr以最小化相關(guān)的損耗并且改進(jìn)換向耐久性且允許快速切換。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在IGBT的情形下，使用VCEsat?(集電極-發(fā)射極飽和電壓)，而不是RDS(on)。在IGBT中，沒有體二極管傳導(dǎo)，可是，只要由于載流子注入而使器件導(dǎo)通，就會生成存儲電荷。結(jié)果，VCEsat必須相對開關(guān)損耗進(jìn)行平衡。傳導(dǎo)損耗對開關(guān)損耗/開關(guān)速度的優(yōu)化與IGBT導(dǎo)通狀態(tài)的垂直載流子分布相關(guān)。該分布的控制和優(yōu)化，需要在有源柵之間保留有小的臺面區(qū)，這會導(dǎo)致和MOSFET中同樣的接觸問題。在IGBT中，接觸電阻的限制與上面描述的MOSFET非常類似，可是它會影響柵電極而不是通常不存在的場板（柵極的寬度也可以被最小化，這會導(dǎo)致同樣的問題）。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是解決上述問題中的一個或多個。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包含：

第一導(dǎo)電類型的漂移層；

漂移層上第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；

體區(qū)上第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；

位于溝槽中場板和/或柵電極，所述溝槽延伸進(jìn)入漂移層，

電介質(zhì)層上的互連層，其中該互連層經(jīng)由電介質(zhì)層中的至少兩個接觸孔電連接到同一場板或同一柵電極，

用于連接源區(qū)到互連層的接觸插塞，

其中，所述漂移層、源區(qū)和體區(qū)中的至少一個包括缺陷化的半導(dǎo)體材料。

優(yōu)選地，在相鄰溝槽之間限定臺面區(qū)，臺面區(qū)包含源區(qū)、體區(qū)和臺面漂移區(qū)，所述臺面漂移區(qū)是夾置在相鄰溝槽之間的漂移層的一部分。

優(yōu)選地，所述接觸插塞包括缺陷化的半導(dǎo)體材料。

優(yōu)選地，該缺陷化的半導(dǎo)體材料包含金屬元素。