[發明專利]具有完全耗盡的溝道區的功率半導體晶體管

有效

• 申請號: 201610918118.1
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106847908B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: A.毛德;F-J.尼德諾施泰德;C.P.桑多
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;杜荔南

1.一種功率半導體晶體管（1），包括耦合到第一負載端子（11）的半導體主體（10），該晶體管（1）進一步具有：

- 半導體漂移區（100），被包括在所述半導體主體（10）中且具有第一導電類型的摻雜劑；

- 第一溝槽（13-1），沿垂直方向（Z）延伸到所述半導體主體（10）中，所述第一溝槽（13-1）包括通過第一絕緣體（132-1）與所述半導體主體（10）電絕緣的第一控制電極（131-1），其中所述第一溝槽（13-1）受兩個第一溝槽側壁（133-1）橫向限制且受第一溝槽底部（134-1）垂直限制；

- 第一源區（101-1），與所述第一溝槽側壁（133-1）中的一個鄰近地橫向布置且電連接到所述第一負載端子（11）；

- 第一半導體溝道區（102-1），被包括在所述半導體主體（10）中且同所述第一源區（101-1）與相同的第一溝槽側壁（133-1）鄰近地橫向布置，所述第一半導體溝道區（102-1）具有第二導電類型的摻雜劑且將所述第一源區（101-1）與所述漂移區（100）隔離；

- 第二溝槽（13-2），沿所述垂直方向（Z）延伸到所述半導體主體（10）中，其中所述第二溝槽（13-2）受兩個第二溝槽側壁（133-2）橫向限制且受第二溝槽底部（134-2）垂直限制；以及

- 引導區域（103），電連接到所述第一負載端子（11）且比所述第一溝槽底部（134-1）更深地延伸到所述半導體主體（10）中，所述引導區域（103）與所述第一半導體溝道區（102-1）分離地且與所述兩個第一溝槽側壁（133-1）中的另一個和所述第二溝槽側壁（133-2）中的一個中的每一個鄰近地布置，其中在比所述第一溝槽底部（134-1）更深地布置的區段中，所述引導區域（103）向著所述第一半導體溝道區（102-1）橫向延伸，

其中所述第一溝槽側壁（133-1）與所述第二溝槽側壁（133-2）之間沿第一橫向方向（X）的距離總計小于100nm，

其中所述引導區域（103）是連續的半導體區并包括第二導電類型的摻雜劑；并且

其中所述引導區域（103）包括接觸區段（1031）、條區段（1032）和平穩區段（1033），并且其中：

- 所述接觸區段（1031）與所述第一負載端子（11）接觸；

- 所述條區段（1032）和所述接觸區段（1031）在所述晶體管（1）的垂直橫截面中覆蓋所述第一溝槽側壁（133-1）與所述第二溝槽側壁（133-2）之間的整個區域，所述條區段（1032）將所述接觸區段（1031）耦合到所述平穩區段（1033）；以及

- 所述平穩區段（1033）被布置在所述第一溝槽底部（134-1）和所述第二溝槽底部（134-2）中的每一個下面，并向著所述第一半導體溝道區（102-1）橫向延伸，其中所述第一溝槽（13-1）和所述平穩區段（1033）展現公共橫向延伸范圍，該公共橫向延伸范圍總計達所述第一溝槽（13-1）沿所述第一橫向方向（X）的總延伸的至少75%。

2.如權利要求1所述的晶體管（1），其中所述引導區域（103）被配置成將所述第一負載端子（11）的電勢引導到所述引導區域（103）的橫向末端（1033-1）和所述引導區域（103）的垂直末端（1033-2）。

3.如權利要求1或2所述的晶體管（1），其中在所述第一溝槽底部（134-1）下面，所述第一溝槽（13-1）和所述引導區域（103）展現公共橫向延伸范圍，該公共橫向延伸范圍總計達所述第一溝槽底部（134-1）沿第一橫向方向（X）的總延伸的至少75%。

4.如前述權利要求1-2之一所述的晶體管（1），其中在所述晶體管（1）的垂直橫截面中，所述引導區域（103）覆蓋所述第一溝槽側壁（133-1）與所述第二溝槽側壁（133-2）之間的整個區域。

5.如前述權利要求1-2之一所述的晶體管（1），其中所述第一溝槽側壁（133-1）與所述第二溝槽側壁（133-2）之間沿第一橫向方向（X）的距離總計小于所述第一溝槽（13-1）沿所述第一橫向方向（X）的總延伸的50%。