[實用新型]半導體器件結構

有效

• 申請號: 201721309432.6
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN207602570U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 阿里·薩利赫;戈登·M·格里芙尼亞;丹尼爾·R·赫特爾;歐薩姆·艾石馬魯;托馬斯·基娜;馬薩弗米·烏哈拉
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/08
• 分類號: H01L27/08;H01L23/48
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 王美石;姚開麗

本實用新型涉及半導體器件結構。提供了一種半導體器件結構，所述半導體器件結構包括具有第一主表面和相反的第二主表面的半導體材料區域。接觸結構設置在所述半導體材料區域的第一部分中，并且包括從鄰近所述第一主表面的第一部分延伸的槽結構。包括所述半導體材料區域的部分的多個結構從所述槽結構的下表面向外延伸。在一些實施方案中，所述多個結構包括多個獨立式結構。導電材料設置在所述槽結構內并且橫向圍繞所述多個結構。在一個實施方案中，所述接觸結構有助于制造具有低電阻襯底接觸的單片串聯開關二極管結構。本實用新型可以降低組裝成本和循環時間，同時提供較小的封裝結構。

技術領域

本實用新型整體涉及半導體器件結構，并且更具體地，涉及具有低電阻襯底接觸結構的單片串聯開關半導體器件結構。

背景技術

小信號二極管是非線性半導體器件，其通常用于開關應用中，其中該二極管器件提供在指定電壓以下的高電阻，類似于打開的開關，并且以突然的方式提供在該指定電壓以上的低電阻，類似于閉合的開關。小信號二極管用于電子電路應用中，其中使用高頻率和/或小電流。此類應用包括例如視頻、音頻和數字邏輯電路。與常規功率二極管相比，小信號二極管通常具有更小的結面積，這提供了較低的結電容，從而使它們在處理短持續時間脈沖波形的較高頻率應用中或開關和削波應用中更有用。

雙重串聯開關二極管是一種類型的小信號二極管，其中兩個PN結二極管串聯連接，并且用于高速開關、通用開關和反向極性保護應用。在過去，雙重串聯開關二極管器件由組裝在三引線封裝中的兩個分立(即，分離的)二極管構成。這種過去的方法的一個問題是，在包封子組件之前，需要兩個管芯附接步驟和兩個引線接合步驟來完成子組件。該方法需要增加的組裝時間和組裝成本。

因此，期望具有如下的方法和結構：提供具有串聯連接在單片半導體材料內的多個PN結二極管(即，不止一個)的單片半導體器件結構，并提供滿足或超過串聯結構中的多個二極管的電性能要求的單片半導體器件。

實用新型內容

本實用新型提供具有非常低電阻接觸結構的單片串聯開關半導體器件，該非常低電阻接觸結構可以降低組裝成本和循環時間。在一些實施方案中，本實用新型提供了較小的封裝結構。

本實用新型提供一種半導體器件結構，其包括：半導體材料區域，所述半導體材料區域包括具有第一導電類型的半導體襯底和鄰近所述半導體襯底設置的具有與所述第一導電性相反的第二導電類型的半導體層，所述半導體層限定第一主表面，并且所述半導體襯底限定相反的第二主表面；所述第一導電類型的第一摻雜區域，其設置在所述半導體層的鄰近所述第一主表面的第一部分中；所述第二導電類型的第二摻雜區域，其設置在所述半導體層的鄰近所述第一主表面的第二部分中；所述第二導電類型的第三摻雜區域，其設置在所述半導體層的鄰近所述第一主表面的第三部分中；和襯底接觸結構，所述襯底接觸結構從鄰近所述第一主表面延伸到所述半導體襯底，其中：所述襯底接觸結構電耦接到所述第二摻雜區域以在所述第二摻雜區域和所述半導體襯底之間提供電連通；所述第一摻雜區域、所述半導體層和所述第二摻雜區域被構造為橫向二極管結構；所述第三摻雜區域、所述半導體層和所述半導體襯底被構造為豎直二極管結構；并且所述第二主表面為所述橫向二極管結構和所述豎直二極管結構兩者提供公共電極。

本實用新型還提供一種半導體器件結構，其包括：半導體材料區域，所述半導體材料區域具有第一主表面和相反的第二主表面；和接觸結構，所述接觸結構設置在所述半導體材料區域的第一部分中；所述接觸結構包括：槽結構，所述槽結構從所述第一主表面附近延伸；多個結構，所述多個結構包括從所述槽結構的下表面向外延伸的所述半導體材料區域的部分；和導電材料，所述導電材料設置在所述槽結構內并橫向圍繞所述多個結構。

以上方案提供了具有非常低電阻接觸結構的串聯開關半導體器件，該半導體器件尤其降低組裝成本和循環時間，另外，也提供了較小的封裝結構。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型的實施方案的半導體器件結構的放大的局部剖視圖；