[實用新型]半導體器件

有效

• 申請號: 201320118464.3
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203242637U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: R.西米尼克;F.希爾勒;O.布蘭克
• 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;H01L29/739;H01L29/06
• 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

技術領域

本實用新型涉及一種半導體器件，并且更特別地涉及一種溝槽半導體器件。

背景技術

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

為了實現盡可能低的Rds(on)?x?A，最好盡可能地最小化相鄰溝槽之間的臺面區寬度以允許臺面區的更高摻雜并且提高溝道密度。然而，必須實現到源區和體區的接觸對此構成限制。此接觸需要最小的空間并且還將遭受或由于光刻步驟或由于在自調節接觸情況下的層厚度的變化而導致的定位容差。因此，臺面不能夠像想要的那樣縮小很多。

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

在器件直接被驅動到雪崩的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電流峰值的減少有關，因此是有益的。

在如圖1中示意性地示出的通常熟知的雙多晶溝槽MOSFET情況下，仍然需要進一步地改進Rds(on)?x?A。同時，特別對高阻斷電壓，需要減少在體二極管傳導期間生成的存儲電荷Qrr以最小化相關的損耗并且加以改進換向耐久性（ruggedness）。

應當理解的是，在IGBT的情形下，使用VCEsat?(集電極-發射極飽和電壓)，而不是RDS(on)。在IGBT中，沒有體二極管傳導，可是，只要由于載流子注入而使器件導通，就會生成存儲電荷。結果，VCEsat必須相對開關損耗進行平衡。傳導損耗對開關損耗/開關速度的優化與IGBT導通狀態的垂直載流子分布相關。該分布的控制和優化，需要在有源柵之間保留有小的臺面區，這會導致和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，這會導致同樣的問題）。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決上述問題中的一個或多個。

根據本實用新型，提供一種半導體器件，包括：

第一導電類型的漂移層；

在所述漂移層上的第二導電類型的體區；

在所述體區上的第一導電類型的源區；

穿過源區、體區延伸進入漂移層的溝槽結構，所述溝槽結構包括至少一個柵電極和絕緣結構，

其中，所述絕緣結構的一部分在體區下面延伸，

其中，所述漂移層、源區和體區中的至少一個包括缺陷化的半導體材料。

優選地，所述溝槽結構還包括場板，其中所述絕緣結構將場板與柵電極彼此絕緣，并且將場板和柵電極與漂移層、體區以及源區絕緣。

優選地，所述半導體器件進一步包括用于將所述源區連接到源金屬層的接觸插塞。

優選地，在相鄰溝槽之間限定臺面區，所述臺面區包括所述源區、體區以及臺面漂移區，所述臺面漂移區是夾在相鄰溝槽之間的漂移層的部分。

優選地，所述接觸插塞包括缺陷化的半導體材料。

優選地，所述缺陷化的半導體材料包括金屬元素。

優選地，所述半導體器件進一步包括在所述體區中的第二導電類型的重摻雜區。

優選地，所述接觸插塞還接觸所述體區和所述重摻雜區。

優選地，所述溝槽結構比所述臺面區更寬。

優選地，所述源區和體區比所述臺面漂移區更寬。

優選地，所述源區和體區比所述臺面漂移區寬至少絕緣結構的平均寬度的75%。

優選地，所述源區和體區比所述臺面漂移區寬不超過絕緣結構的平均寬度的100%。

優選地，所述金屬元素是鉑、金、鉑、鈀、釩或銥。

優選地，所述場板被電耦合到所述源金屬層。

優選地，所述場板被電耦合到所述柵電極。

優選地，所述接觸插塞是多晶硅插塞或金屬插塞。

根據本實用新型，提供一種用于制造半導體器件的方法，包括：

形成第一導電類型的漂移層，

在所述漂移層上形成第二導電類型的體區；