[實(shí)用新型]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520743611.5
• 申請(qǐng)日: 2015-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN204946898U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉春利;K·黃;A·薩利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L27/102
• 分類號(hào): H01L27/102;H01L27/105
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉倜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型一般涉及電子技術(shù)，并且更具體地，涉及半導(dǎo)體及其結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在過(guò)去，電子產(chǎn)業(yè)利用各種方法和結(jié)構(gòu)以形成半導(dǎo)體裝置，包括在電路中與氮化鎵(GaN)晶體管連接的硅金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。在公開于2013年4月11日的發(fā)明人為L(zhǎng)al等人的美國(guó)專利公開號(hào)2013/0088280中描述了包括GaN和MOSFET的電路的一個(gè)示例。

在一些利用包括硅MOSFET和GaN晶體管的裝置的應(yīng)用中，瞬態(tài)電壓可能發(fā)生，其可能導(dǎo)致?lián)p壞裝置。例如，當(dāng)施加信號(hào)以停用或關(guān)斷MOS晶體管時(shí)，晶體管的漏極上的電壓可能改變，其可能造成MOS晶體管的柵電極上的瞬態(tài)電壓。在一些情況下，這些瞬態(tài)電壓可以被稱為柵極電壓回跳(bounce)。在一些條件下，瞬態(tài)電壓可能在MOS晶體管應(yīng)該被停用時(shí)導(dǎo)致非有意的MOS晶體管的啟用。該非有意的啟用可能導(dǎo)致直通(shoot-through)電流，其可以造成功耗增加，或者損壞MOS晶體管或GaN晶體管之一或二者。

另外，在一些配置中，GaN晶體管可以具有大的泄漏電流。當(dāng)GaN晶體管和MOSFET兩者被停用時(shí)，來(lái)自GaN晶體管的泄漏電流可以導(dǎo)致大的跨MOS晶體管形成的漏極到源極電壓(Vds)。在一些情況下，該大的Vds電壓可以達(dá)到MOS晶體管的雪崩擊穿電壓，其可以最終使MOS晶體管變?nèi)鹾?或造成長(zhǎng)期的可靠性問(wèn)題，或者甚至導(dǎo)致?lián)p壞MOS晶體管。

因此，希望具有包括MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置，所述MOS晶體管對(duì)柵電極上的瞬態(tài)電壓具有降低的敏感度(例如在MOS晶體管停用期間)，或者其可以使來(lái)自施加到MOS晶體管的電流的損壞最小化。

實(shí)用新型內(nèi)容

本公開的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)目的是提供包括MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置，所述MOS晶體管對(duì)柵電極上的瞬態(tài)電壓具有降低的敏感度(例如在MOS晶體管停用期間)，或者其可以使來(lái)自施加到MOS晶體管的電流的損壞最小化。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置，包括：MOS晶體管，形成為半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)晶體管單元；所述多個(gè)晶體管單元的第一單元的體區(qū)，形成為具有寬度和長(zhǎng)度的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；所述第一單元的源極區(qū)，形成為所述第一摻雜區(qū)內(nèi)的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)具有第二導(dǎo)電類型；柵極結(jié)構(gòu)，與所述源極區(qū)以及所述體區(qū)的一部分相鄰地形成，所述柵極結(jié)構(gòu)具有內(nèi)柵極導(dǎo)體，所述內(nèi)柵極導(dǎo)體連接到外柵極導(dǎo)體，所述外柵極導(dǎo)體在所述半導(dǎo)體襯底上并且在所述柵極結(jié)構(gòu)的外部；以及所述第一摻雜區(qū)的摻雜濃度被形成為沿著所述第一摻雜區(qū)的長(zhǎng)度隨著距所述外柵極導(dǎo)體的距離的增加而增加。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述摻雜濃度隨著距所述內(nèi)柵極導(dǎo)體和所述外柵極導(dǎo)體的相交處的距離增加而增加。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述MOS晶體管包括下列的一個(gè)：平面MOS晶體管，其柵極結(jié)構(gòu)的一部分與所述第一摻雜區(qū)的一部分鄰近并且在所述第一摻雜區(qū)的所述一部分上；或者垂直MOS晶體管，其中所述半導(dǎo)體襯底的一部分形成所述MOS晶體管的漏極區(qū)的一部分，所述垂直MOS晶體管包括包含柵極導(dǎo)體的溝槽柵極結(jié)構(gòu)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)延伸到所述第一摻雜區(qū)中一段距離，并且其中所述柵極結(jié)構(gòu)的第一部分與所述第一摻雜區(qū)相鄰并且所述柵極結(jié)構(gòu)的第二部分與所述第二摻雜區(qū)相鄰。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)晶體管單元中的每個(gè)晶體管單元包括體區(qū)，所述體區(qū)具有沿著所述第一摻雜區(qū)的長(zhǎng)度隨著距所述外柵極導(dǎo)體的距離增加而增加的摻雜濃度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)晶體管單元中的每個(gè)晶體管單元包括在所述第一摻雜區(qū)上或者延伸到所述第一摻雜區(qū)中的柵極結(jié)構(gòu)。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置，包括：MOS晶體管，形成在半導(dǎo)體襯底上；體區(qū)；柵極結(jié)構(gòu)，沿著所述體區(qū)的長(zhǎng)度與所述體區(qū)相鄰；以及其中所述半導(dǎo)體裝置的閾值電壓具有在所述半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部部分處的第一值和在遠(yuǎn)離所述內(nèi)部部分的所述半導(dǎo)體裝置的另一部分處的第二值，其中所述第二值小于所述第一值。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一值在所述柵極結(jié)構(gòu)與所述體區(qū)的內(nèi)部部分相鄰的內(nèi)部部分處形成，而所述第二值在所述柵極結(jié)構(gòu)與所述體區(qū)的末端部分相鄰的其它部分處形成。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述閾值電壓隨著沿著所述體區(qū)的所述長(zhǎng)度的距離而變化。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述半導(dǎo)體裝置是硅MOS晶體管，而所述硅MOS晶體管的體區(qū)在所述硅MOS晶體管的所述內(nèi)部部分處具有第一摻雜濃度，和在所述硅MOS晶體管的所述另一部分處具有第二摻雜濃度，其中所述第一摻雜濃度大于所述第二摻雜濃度。