[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生具有dV/dt可控性的IGBT的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811229046.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109698197A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.韋萊;M.比納;M.戴內(nèi)澤;C.耶格;J.G.拉文;A.菲利波;F.J.桑托斯羅德里格斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/082
• 分類號(hào): H01L27/082;H01L21/324;H01L21/8248
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫鵬;申屠偉進(jìn)

一種加工功率半導(dǎo)體器件（1）的方法（2）包括：提供具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)（100）的半導(dǎo)體本體（10）；創(chuàng)建（20）多個(gè)溝槽（14、15、16），其中該溝槽（14、15、16）沿著垂直方向（Z）延伸到半導(dǎo)體本體（10）中并且沿著第一橫向方向（X）彼此鄰近布置；在半導(dǎo)體本體（10）處提供（22）掩模布置（30），其中該掩模布置（30）具有根據(jù)其來使溝槽（14、15、16）中的一些暴露的橫向結(jié)構(gòu)（301）并且該溝槽（14、15、16）中的至少一個(gè)被掩模布置（30）覆蓋；使半導(dǎo)體本體（10）和掩模布置（30）經(jīng)受（24）摻雜劑材料提供步驟，由此在被暴露的溝槽（14、15、16）的底部下面創(chuàng)建與第一導(dǎo)電類型互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)摻雜區(qū)（1059）；移除（26）掩模布置（30）；使半導(dǎo)體本體（10）經(jīng)受（28）溫度退火步驟，由此促使多個(gè)摻雜區(qū)（1059）平行于第一橫向方向（X）延伸以便重疊并形成鄰近被暴露的溝槽（14、15、16）的底部的第二導(dǎo)電類型的勢(shì)壘區(qū)（105）。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書涉及功率半導(dǎo)體器件（諸如IGBT）的實(shí)施例，以及加工功率半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。特別地，本說明書涉及加工具有包括啞溝槽（dummy trench）的微圖案溝槽（MPT）配置的IGBT的方法的實(shí)施例，其中多個(gè)溝槽延伸到電浮勢(shì)壘區(qū)中。

背景技術(shù)

在汽車、消費(fèi)者和工業(yè)應(yīng)用中的現(xiàn)代器件的許多功能（諸如轉(zhuǎn)換電能和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或電機(jī)）依賴功率半導(dǎo)體器件。例如，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和二極管（舉幾個(gè)示例）已被用于各種應(yīng)用，所述各種應(yīng)用包括但不限于電源和功率轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)。

IGBT通常包括被配置成沿著IGBT的兩個(gè)負(fù)載端子之間的負(fù)載電流路徑傳導(dǎo)負(fù)載電流的半導(dǎo)體本體（semiconductor body）。進(jìn)一步地，該負(fù)載電流路徑可借助于絕緣電極（有時(shí)被稱為柵極電極）來控制。例如，在從例如驅(qū)動(dòng)器單元接收到對(duì)應(yīng)控制信號(hào)時(shí)，控制電極可以將IGBT設(shè)置在導(dǎo)通狀態(tài)和阻斷狀態(tài)之一中。

在某些情況下，該柵電極可以包括在IGBT的溝槽內(nèi)，其中該溝槽可以展現(xiàn)例如條紋配置或針配置。

此外，IGBT的溝槽可以集成不同類型的電極；電極中的一些可以連接至IGBT柵極端子，并且其他可以連接至IGBT負(fù)載端子（例如源極/發(fā)射極端子）。

通常期望將IGBT的損耗（例如切換損耗）保持為低。例如，可以通過確保短切換持續(xù)時(shí)間（例如短接通持續(xù)時(shí)間和/或短斷開持續(xù)時(shí)間）來實(shí)現(xiàn)低切換損耗。

另一方面，在給定應(yīng)用中，還可存在關(guān)于最大電壓斜率（dV/dt）和/或最大負(fù)載電流斜率（dI/dt）的要求。

此外，IGBT的切換行為可以取決于其操作溫度，其中可以期望在寬范圍的可能操作溫度內(nèi)實(shí)現(xiàn)關(guān)于功率損耗和電壓/電流斜率的所述規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)實(shí)施例，一種功率半導(dǎo)體器件包括具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)的有源單元區(qū)（active cell region）；至少部分布置在有源單元區(qū)內(nèi)的多個(gè)IGBT單元，其中該IGBT單元中的每個(gè)包括沿著垂直方向延伸到漂移區(qū)中的至少一個(gè)溝槽；包圍有源單元區(qū)的邊緣終止區(qū)；布置在有源單元區(qū)和邊緣終止區(qū)之間的過渡區(qū)，該過渡區(qū)具有沿著橫向方向從有源單元區(qū)朝向邊緣終止區(qū)的寬度，其中該IGBT單元中的至少一些被布置在過渡區(qū)內(nèi)或者相應(yīng)地延伸到過渡區(qū)中；以及第二導(dǎo)電類型的電浮勢(shì)壘區(qū)（electrically floating barrierregion），其中該電浮勢(shì)壘區(qū)被布置在有源單元區(qū)內(nèi)且與IGBT單元的溝槽中的至少一些接觸，并且其中該電浮勢(shì)壘區(qū)不會(huì)延伸到過渡區(qū)中。