[發明專利]包括溝槽結構中的場電極和柵電極的半導體器件及制造方法

有效

• 申請號: 201810294405.9
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108695393B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: K-H.巴赫;C.卡姆彭;D.科茨;A.邁澤;A.C.G.伍德;M.聰德爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/41
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;申屠偉進

1.一種半導體器件，包括：

半導體主體，所述半導體主體包括第一導電類型的半導體襯底和在所述半導體襯底上的第一導電類型的半導體層；

從第一表面延伸到所述半導體主體中的溝槽結構，所述溝槽結構包括柵電極和布置在所述柵電極與所述溝槽結構的底部側之間的至少一個場電極；以及

鄰接所述溝槽結構的第二導電類型的主體區，所述主體區從晶體管單元區域橫向延伸到邊緣末端區域中；

其中pn結形成在所述主體區和所述半導體層之間，

其中所述主體區和所述半導體層中的至少一個在所述邊緣末端區域中的pn結的橫向端部處的摻雜濃度，與所述主體區和所述半導體層中的至少一個在所述晶體管單元區域中的pn結處的摻雜濃度相比下降。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述主體區的摻雜劑量從所述邊緣末端區域中的pn結的橫向端部處的第一值朝向所述晶體管單元區域沿著范圍從0.5μm到10μm的橫向路徑增加到第二值。

3.根據權利要求2所述的半導體器件，其中第一值在第二值的從10%到80%的范圍內。

4.根據權利要求2所述的半導體器件，其中第二值對應于所述晶體管單元區域中的所述主體區的摻雜劑量。

5.根據權利要求2所述的半導體器件，其中所述主體區包括在所述邊緣末端區域中彼此橫向間隔開的主體子區。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述主體區包括：

從所述晶體管單元區域延伸到所述邊緣末端區域中的第一主體子區，以及

在所述邊緣末端區域中的第二主體子區，

其中所述第二主體子區的最大摻雜濃度小于所述第一主體子區的最大摻雜濃度。

7.根據權利要求6所述的半導體器件，其中滿足以下各項中的至少一個：所述第二主體子區從所述第一主體子區橫向突出；所述第二主體子區和所述第一主體子區彼此橫向間隔開；所述第二主體子區鄰接第一表面；以及所述第二主體子區掩埋在第一表面以下。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述主體區的垂直延伸在橫向延伸l上從其中pn結鄰接第一表面的所述邊緣末端區域中的pn結的橫向端部處的0μm增加到其中所述主體區的垂直延伸持續不變的位置處的深度d，并且l和d之間的比率的范圍是從1至5。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述半導體層包括：

所述半導體襯底上的第一半導體子層；和

所述第一半導體子層上的第二半導體子層，

其中所述第一半導體子層的平均摻雜濃度大于所述第二半導體子層的平均摻雜濃度。

10.根據權利要求9所述的半導體器件，其中所述第一半導體子層的摻雜濃度在從1x10¹⁶ cm^-3至8x10¹⁶ cm^-3的范圍內，其中所述第一半導體子層的垂直延伸在從0.5 μm至10μm的范圍內，其中所述第二半導體子層的摻雜濃度在從10¹⁴cm^-3至2x10¹⁶cm^-3的范圍內，并且其中所述第二半導體子層的垂直延伸在從0.1μm至2 μm的范圍內。

11.根據權利要求10所述的半導體器件，其中所述第二半導體子層的垂直延伸比所述主體區的垂直延伸大至多300nm，或者等于或小于所述主體區的垂直延伸。