[實用新型]超結器件和包括該超結器件的半導體結構

有效

• 申請號: 201320674971.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN203659870U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: F.希爾勒;A.毛德
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;王洪斌

技術領域

本實用新型涉及半導體器件領域，更具體地說，涉及具有優化的溝槽結構的超結器件和包括該超結器件的半導體結構。

背景技術

近年來，超結器件被越來越廣泛地應用。在常規的n溝道超結器件中，交替排列的p柱和n柱組合形成復合緩沖層，用來代替MOSFET器件中的n型外延層。復合緩沖層中的典型的p柱被相鄰的n柱包圍，并且典型的n柱被相鄰的p柱包圍。

以超結晶體管為例，在漏-源電壓V_DS?≤?50V時，由于n柱和p柱的快速耗盡，超結晶體管能夠實現非常高的開關速度和非常低的開關損耗。然而這可能會導致振鈴趨向變大，其甚至可能導致毀壞器件。因此，應當避免在高V_DS下的非常低的柵-漏電容C_GD。另外，柵-源電容C_GS的增大是比較理想的，因為它能夠降低柵極電壓V_GS的幅度，該柵極電壓V_GS的幅度是例如由通過源極連接線路中的寄生電感或漏極電壓V_DS的升高引起的反饋產生的。這能夠有助于例如避免在正常應用條件下dV_DS/dt引起的啟動。另一方面，在極端dV/dt和dI/dt條件下，例如在換向條件下，由dV_DS/dt引起的啟動可能是所需要的。

為了優化器件、尤其是針對易于具有較高跨導的溝槽單元來優化器件，重要的是選擇優化的C_GD/C_GS比率以及優化的絕對C_GD和C_DS值。因此，需要對晶體管單元結構進行修改以使器件電容適應取決于V_DS的不同的應用要求。

對于功率晶體管，尤其是超結晶體管，柵極焊盤一般被布置在厚氧化物（場氧）上，該厚氧化物的典型厚度為≥?1μm，或者至少≥?500nm。這具有的優點是在封裝時利用線結合將柵極焊盤連接到柵極連接線路的結合強度較高。上述電容依賴于柵極焊盤的尺寸、將柵極電勢分布在芯片上的諸如柵極滑道或柵極指狀物的額外金屬線的區域、在柵極焊盤下面的氧化層厚度和摻雜水平。柵極焊盤的電容還可以有助于針對優化開關特性的電容要求來優化所述器件。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有優化的溝槽結構的超結器件和包括該超結器件的半導體結構。

為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供一種超結器件，該超結器件包括：

具有第一和第二表面的半導體本體；

在第一表面處位于所述半導體本體中的第一導電類型的源區；

在第二表面處位于所述半導體本體中的第一導電類型的漏區；

位于所述源區和所述漏區之間的所述半導體本體中的第二導電類型的體區；

位于所述體區和所述漏區之間的所述半導體本體中的漂移區，所述漂移區是由沿平行于所述第一表面的方向交替排列的第一導電類型的第一區和第二導電類型的第二區形成的；和

溝槽柵結構，其從所述第一表面延伸到所述漂移區的所述第一區中，其中所述溝槽柵結構包括在所述半導體本體中的溝槽、在所述溝槽中的柵電極和位于所述半導體本體和所述柵電極之間并圍繞所述柵電極的第一柵極氧化層，

其特征在于，

所述第一柵極氧化層的位于所述柵電極的底部和所述溝槽的底部之間的那部分的厚度在150?nm－600?nm的范圍內。

在一些實施例中，所述溝槽的深度>?2?μm。

在一些實施例中，所述溝槽的深度>?3?μm。

在一些實施例中，所述第一柵極氧化層的位于所述柵電極的底部和所述溝槽的底部之間的那部分的厚度在300?nm－600?nm的范圍內。

在一些實施例中，位于所述柵電極的側壁和所述溝槽的側壁之間的所述第一柵極氧化層的任何部分在單元區中都不大于150?nm。

根據本實用新型的一個方面，提供一種半導體結構，該半導體結構包括：

由多個所述超結器件構成的有源單元區；

包圍所述有源單元區的半導體區和形成在所述半導體區上的第二柵極氧化層；

嵌入所述第二柵極氧化層中的柵極滑道；和

嵌入所述第二柵極氧化層中的場板，

其特征在于，

在所述場板下面的第二柵極氧化層的厚度大于在所述柵極滑道的至少一部分下面的第二柵極氧化層的厚度。