[發(fā)明專利]半導體器件的蜂窩布局

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510352212.0
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN105206673A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設計）人: A.V.博羅特尼科夫;P.A.羅西
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/10;H01L29/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

技術領域

本文所公開的主題涉及半導體器件、例如碳化硅(SiC)功率器件，包括場晶體管(例如MOSFET、DMOSFET、UMOSFET、VMOSFET等)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、絕緣基MOS控制晶閘管(IBMCT)、結型場效應晶體管(JFET)和金屬半導體場效應晶體管(MESFET)。

背景技術

這一節(jié)旨在向讀者介紹可與本公開的各個方面相關的領域的各個方面。在為讀者提供背景信息以便于對本公開的各個方面的更好理解方面，本論述被認為是有幫助的。相應地，應當理解，要以此來閱讀這些陳述，而不是認可現有技術。

功率轉換裝置廣泛地用于現代電氣系統(tǒng)，以將電力從一種形式轉換成另一種形式供負載消耗。許多功率電子系統(tǒng)利用各種半導體器件和組件，例如晶閘管、二極管和各種類型的晶體管(例如，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)、結型柵場效應晶體管(JFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和其他適當晶體管)。

具體對于高頻、高電壓和/或高電流應用，與對應硅(Si)器件相比，利用寬帶隙半導體(例如碳化硅(SiC)、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)等)的器件在高溫操作、降低的導通電阻和較小的管芯大小方面可提供多個優(yōu)點。相應地，寬帶隙半導體器件向功率轉換應用(包括例如配電系統(tǒng)(例如在電力網中)、發(fā)電系統(tǒng)(例如在太陽能和風力轉換器中)以及消費產品(例如電動車輛、電器、電力供應裝置等))提供優(yōu)點。

發(fā)明內容

在一實施例中，系統(tǒng)包括半導體器件單元，其設置在碳化硅(SiC)半導體層的表面。半導體器件單元包括：漂移區(qū)，具有第一導電類型；阱區(qū)，具有第二導電類型，設置成與漂移區(qū)相鄰；源區(qū)，具有第一導電類型，設置成與阱區(qū)相鄰，溝道區(qū)，具有第二導電類型，設置成與源區(qū)相鄰并且接近表面；以及體接觸件區(qū)，具有第二導電類型，設置在阱區(qū)的一部分之上，其中體接觸件區(qū)基本上設置在半導體器件單元的中心。該器件單元包括分段源和體接觸件(SSBC)，其設置在表面的一部分之上，其中SSBC包括：體接觸件部分，在體接觸件區(qū)之上基本上設置在半導體器件單元的中心；以及至少一個源接觸件區(qū)，設置成與體接觸件區(qū)相鄰并且在源區(qū)的一部分之上，其中至少一個源接觸件部分沒有完全包圍SSBC的體接觸件部分。

在一實施例中，系統(tǒng)包括蜂窩半導體器件布局，其具有設置在碳化硅(SiC)半導體層的表面的多個半導體器件單元。多個蜂窩半導體器件單元各包括：漂移區(qū)，具有第一導電類型；阱區(qū)，具有第二導電類型，設置成與漂移區(qū)相鄰；源區(qū)，具有第一導電類型，設置成與阱區(qū)相鄰。各器件單元的阱區(qū)包括設置成接近表面的體接觸件區(qū)，以及各器件單元的源區(qū)包括設置成接近表面并且接近體接觸件區(qū)的源接觸件區(qū)。多個蜂窩半導體器件單元各包括對稱分段源和體接觸件(SSBC)，其設置在表面的一部分之上，其中，對稱SSBC包括設置在半導體器件單元的體接觸件區(qū)之上的體接觸件部分以及設置成與體接觸件部分相鄰并且在半導體器件單元的源接觸件區(qū)之上的至少一個源接觸件部分，其中至少一個源接觸件部分沒有完全包圍體接觸件部分。

在一實施例中，一種制作在碳化硅(SiC)半導體層的表面的半導體器件單元的方法包括在SiC半導體層的表面之上形成半導體器件單元的分段源和體接觸件(SSBC)。SSBC包括體接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的體接觸件區(qū)，其中體接觸件部分基本上設置在半導體器件單元的中心之上。SSBC還包括至少一個源接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的源接觸件區(qū)，其中至少一個源接觸件部分僅部分包圍SSBC的體接觸件部分。

技術方案1：一種系統(tǒng)，包括：

半導體器件單元，設置在碳化硅(SiC)半導體層的表面，其中所述半導體器件單元包括：

　　漂移區(qū)，具有第一導電類型；

　　阱區(qū)，具有第二導電類型，設置成與所述漂移區(qū)相鄰；

　　源區(qū)，具有所述第一導電類型，設置成與所述阱區(qū)相鄰；

　　溝道區(qū)，具有所述第二導電類型，設置成與所述源區(qū)相鄰并且接近所述表面；

　　體接觸件區(qū)，具有所述第二導電類型，設置在所述阱區(qū)的一部分之上，其中所述體接觸件區(qū)基本上設置在所述半導體器件單元的中心；以及

　　分段源和體接觸件(SSBC)，設置在所述表面的一部分之上，其中所述SSBC包括：

　　　　體接觸件部分，設置在所述體接觸件區(qū)之上基本上在所述半導體器件單元的中心；以及