[發(fā)明專(zhuān)利]抗閂鎖晶體管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610966560.1
• 申請(qǐng)日: 2016-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107039512A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.菲舍爾;W.凱因德?tīng)?/a>;K.科瓦利克-賽德?tīng)?/a>;M.施密特;M.韋格沙伊德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/739
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/739;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/08;H01L21/331;H01L21/336;H01L21/265;H01L21/266
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周學(xué)斌,杜荔南

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及晶體管器件，特別涉及具有絕緣柵電極的場(chǎng)效應(yīng)控制晶體管器件。

背景技術(shù)

具有絕緣柵電極的場(chǎng)效應(yīng)控制晶體管器件（諸如MOSFET或IGBT）被廣泛用作汽車(chē)、工業(yè)、家用或消費(fèi)電子應(yīng)用中的電子開(kāi)關(guān)。這些晶體管器件具有在幾十伏特和幾百伏特直到幾千伏特之間的電壓阻斷能力。具有絕緣柵電極的場(chǎng)效應(yīng)控制晶體管器件包括第一摻雜類(lèi)型（導(dǎo)電類(lèi)型）的源極區(qū)，其處于與第一摻雜類(lèi)型互補(bǔ)的第二摻雜類(lèi)型的本體區(qū)中。第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)靠近本體區(qū)并且位于本體區(qū)和漏極區(qū)之間。柵極電極鄰近本體區(qū)，通過(guò)柵極電介質(zhì)與本體區(qū)介質(zhì)絕緣，并且用來(lái)控制源極區(qū)和漂移區(qū)之間的本體區(qū)中的導(dǎo)電溝道。這種類(lèi)型的晶體管器件通常被稱(chēng)為MOS（金屬氧化物半導(dǎo)體）晶體管器件，盡管柵極電極不一定包括金屬并且柵極電介質(zhì)不一定包括氧化物。

在MOS晶體管器件中，源極區(qū)、本體區(qū)和漂移區(qū)形成寄生（本征）雙極型晶體管，其中本體區(qū)形成該雙極型晶體管的基極區(qū)。該寄生雙極型晶體管可以在過(guò)載狀況下接通。這些過(guò)載狀況的示例包括雪崩擊穿、宇宙輻射、過(guò)電流（與MOS晶體管串聯(lián)連接的負(fù)載中的短路）、以及連接到MOS晶體管的負(fù)載的整流（commutation）。接通寄生雙極型晶體管促使MOS晶體管接通，以使得MOS晶體管無(wú)意間接通并且不可再受到柵極電極的控制。寄生雙極型晶體管的這種接通通常被稱(chēng)為閂鎖并且可導(dǎo)致對(duì)器件的不可逆轉(zhuǎn)的破壞（如果沒(méi)有從外部限制負(fù)載（漏極-源極）電流的話(huà)）。即使MOS晶體管的源極區(qū)和本體區(qū)通過(guò)金屬化變短，本體區(qū)（即在雙極型晶體管的基極和發(fā)射極之間）中的電壓降也會(huì)發(fā)生并且導(dǎo)通寄生雙極型晶體管。

因此，存在對(duì)生產(chǎn)不容易閂鎖的魯棒晶體管器件的需要。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)示例涉及一種方法。該方法包括：在半導(dǎo)體本體中的第二摻雜類(lèi)型的本體區(qū)中形成第一摻雜類(lèi)型的源極區(qū)，以及形成與本體區(qū)中的源極區(qū)鄰近的第二摻雜類(lèi)型的低阻區(qū)。形成源極區(qū)包括經(jīng)由半導(dǎo)體本體的第一表面將第一摻雜類(lèi)型的摻雜劑粒子掩膜注入到本體區(qū)中，并且注入第一摻雜類(lèi)型的摻雜粒子包括傾斜注入。

另一示例涉及具有至少一個(gè)晶體管單元的晶體管器件。該至少一個(gè)晶體管單元包括：在半導(dǎo)體本體中，第二摻雜類(lèi)型的本體區(qū)中的第一摻雜類(lèi)型的源極區(qū)、漏極區(qū)、和鄰近本體區(qū)且被布置在本體區(qū)和漏極區(qū)之間的第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)；本體區(qū)中的且鄰近源極區(qū)的第二摻雜類(lèi)型的低阻區(qū)；以及通過(guò)柵極電介質(zhì)與源極區(qū)和本體區(qū)介質(zhì)絕緣且被布置在半導(dǎo)體本體的第一表面上的柵極電極。源極區(qū)和柵極電極之間的重疊長(zhǎng)度大于70納米，并且低阻區(qū)沿著垂直于第一表面且通過(guò)柵極電極邊緣的線的摻雜輪廓包括高于1E19cm^-3的最大值。

附圖說(shuō)明

下面參考附圖來(lái)解釋示例。附圖用來(lái)圖示某些原理，使得僅圖示為理解這些原理所必須的方面。附圖并未按比例。在附圖中，相同的參考字符表示相似的特征。

圖1示出根據(jù)一個(gè)示例的晶體管器件的截面的垂直橫截面視圖；

圖15A-15B圖示用于在圖5A-5D中示出的方法中使用的半導(dǎo)體本體中產(chǎn)生補(bǔ)償區(qū)的方法的另一示例。

圖14A-14B圖示用于在圖5A-5D中示出的方法中使用的半導(dǎo)體本體中產(chǎn)生補(bǔ)償區(qū)的方法的一個(gè)示例；以及

圖13是晶體管器件的一個(gè)截面的放大視圖；

圖12圖示利用不同間隔部厚度產(chǎn)生的晶體管器件中的固有雙極結(jié)型晶體管的魯棒性；

圖11圖示根據(jù)圖5A-5D中示出的方法產(chǎn)生的晶體管器件的以及根據(jù)常規(guī)方法產(chǎn)生的晶體管器件的閾值電壓的變化；

圖10A-10D圖示用于形成源極區(qū)的四重（四模式）注入過(guò)程；

圖9A-9B圖示用于形成源極區(qū)的雙重（雙模式）注入過(guò)程；

圖8A-8B圖示圖5A-5D中示出的方法的修改；

圖7A-7B圖示根據(jù)另一示例的用于形成圖5C中示出的間隔部的方法；

圖6A-6B圖示根據(jù)一個(gè)示例的用于形成圖5C中示出的間隔部的方法；

圖5A-5D圖示用于在圖1中示出的類(lèi)型的晶體管器件中形成源極區(qū)和低阻區(qū)的方法的一個(gè)示例；

圖4示出圖1中示出的類(lèi)型的晶體管器件的截面以圖示在晶體管器件中固有雙極結(jié)型晶體管（BJT）的存在；

圖3示出具有多邊形晶體管單元的晶體管器件的頂視圖；

圖2示出具有條帶晶體管單元的晶體管器件的頂視圖；