[發(fā)明專利]碳化硅半導(dǎo)體器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910375055.3
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110459590A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.西米尼克;T.艾興格;T.巴斯勒;W.貝格納;R.埃爾佩爾特;R.埃斯特韋;M.黑爾;D.屈克;C.萊恩德茨;D.彼得斯;H-J.舒爾策
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/16;H01L29/739;H01L29/78
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 胡莉莉;申屠偉進(jìn)<國際申請>=<國際公布

本申請涉及碳化硅半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件（500）具有從第一表面（101）出發(fā)延伸到SiC半導(dǎo)體本體（100）中的柵極結(jié)構(gòu)（150）。在所述SiC半導(dǎo)體本體（100）中的體區(qū)（120）至少與所述柵極結(jié)構(gòu)（150）的第一側(cè)壁（151）鄰接。導(dǎo)電類型為所述體區(qū)（120）的導(dǎo)電類型的第一屏蔽區(qū)和第二屏蔽區(qū)（161，162）為所述體區(qū)（120）至少兩倍高地?fù)诫s。二極管區(qū)（140）在所述第一屏蔽區(qū)（161）和所述第二屏蔽區(qū)（162）之間與負(fù)載電極（310）形成肖特基接觸（SC）。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及SiC（碳化硅）半導(dǎo)體器件、例如具有低接通電阻和高耐壓強(qiáng)度的半導(dǎo)體開關(guān)。

背景技術(shù)

在具有場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)和漂移區(qū)域（Driftzone）的半導(dǎo)體器件中，在漂移區(qū)域與場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的體區(qū)之間的pn結(jié)形成本征體二極管。在體二極管在正向上運(yùn)行時，出現(xiàn)經(jīng)過體區(qū)和漂移區(qū)域的雙極性載流子流。體二極管的電學(xué)特性、譬如啟動電壓（Einsatzspannung）、正向電壓（Flussspannung）和載流能力由摻雜和半導(dǎo)體/金屬結(jié)處的經(jīng)摻雜的區(qū)的尺寸得到，它們就其而言在所追求的晶體管特性方面被確定。

一般追求的是，改善SiC器件的特性、譬如雪崩魯棒性（Avalanche-Robustheit）、耐擊穿強(qiáng)度和/或接通電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的實(shí)施例涉及一種具有柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。柵極結(jié)構(gòu)從第一表面出發(fā)延伸到SiC半導(dǎo)體本體中。在SiC半導(dǎo)體本體中的體區(qū)與柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)壁鄰接。半導(dǎo)體器件具有導(dǎo)電類型為體區(qū)的導(dǎo)電類型的第一屏蔽區(qū)和第二屏蔽區(qū)，其中第一屏蔽區(qū)和第二屏蔽區(qū)為體區(qū)至少兩倍高地?fù)诫s。在第一屏蔽區(qū)和第二屏蔽區(qū)之間，二極管區(qū)與負(fù)載電極形成肖特基接觸（Schottky-Kontakt）。

本公開的另一實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件在SiC半導(dǎo)體本體中具有第一導(dǎo)電類型的二極管區(qū)。這些二極管區(qū)與負(fù)載電極分別形成肖特基接觸。沿著水平的第一方向，在兩個相鄰的二極管區(qū)之間構(gòu)造至少一個柵極結(jié)構(gòu)。所述至少一個柵極結(jié)構(gòu)從第一表面出發(fā)延伸到SiC半導(dǎo)體本體中。柵極結(jié)構(gòu)的至少一個第一側(cè)壁與第二導(dǎo)電類型的體區(qū)鄰接，該第二導(dǎo)電類型的體區(qū)與負(fù)載電極電連接。

本公開的其他實(shí)施例涉及一種具有柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其中柵極結(jié)構(gòu)從第一表面出發(fā)延伸到SiC半導(dǎo)體本體中。在SiC半導(dǎo)體本體中，構(gòu)造有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)域。SiC半導(dǎo)體本體的第一和第二臺面（Mesen）布置在柵極結(jié)構(gòu)之間，并且包括第二導(dǎo)電類型的體區(qū)。體區(qū)分別與柵極結(jié)構(gòu)中的一個柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)壁鄰接。在第二臺面中，第二導(dǎo)電類型的第一屏蔽區(qū)分別與柵極結(jié)構(gòu)中的一個柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)壁鄰接，而第二導(dǎo)電類型的第二屏蔽區(qū)與體區(qū)鄰接。在第一屏蔽區(qū)和第二屏蔽區(qū)之間，導(dǎo)電類型為漂移區(qū)域的導(dǎo)電類型的二極管區(qū)分別與負(fù)載電極形成肖特基接觸。

在閱讀隨后的詳細(xì)描述時、在考察附圖時向本領(lǐng)域技術(shù)人員展示了以及從權(quán)利要求中推斷所公開的主題的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

所附的附圖促進(jìn)更深入理解針對碳化硅半導(dǎo)體器件的實(shí)施例，被包括在本公開內(nèi)并形成本公開的部分。附圖僅闡明實(shí)施形式，并且與描述共同用于闡述其原理。在本發(fā)明所描述的碳化硅半導(dǎo)體器件因此并不經(jīng)過實(shí)施例的描述而限于這些實(shí)施例。其他實(shí)施例和預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)從對隨后的詳細(xì)描述的理解以及從隨后所描述的實(shí)施例的組合中得到，即使這些實(shí)施例并未明確描述也如此。在附圖中示出的元件和結(jié)構(gòu)并不一定彼此按正確比例示出。相同的附圖標(biāo)記參照相同的或者彼此相對應(yīng)的元件和結(jié)構(gòu)。

圖1示出了根據(jù)一實(shí)施形式的SiC半導(dǎo)體器件的豎直橫截面，所述SiC半導(dǎo)體器件具有肖特基接觸和兩個屏蔽區(qū)。

圖2A和圖2B示出了經(jīng)過根據(jù)一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的水平橫截面和豎直橫截面，所述半導(dǎo)體器件具有構(gòu)造在晶體管單元之間的肖特基接觸和屏蔽區(qū)。