[發(fā)明專利]電子器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010086093.X
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111697066A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·帕德瑪納伯翰;P·文卡特拉曼;Z·豪森;唐納德·扎里姆巴;戈登·M·格里芙尼亞;亞歷山大·楊
• 申請（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 張瑋;王琳

公開了一種電子器件，該電子器件具有用于供應(yīng)柵極電壓的柵電極、源極、漏極和溝道，該溝道被摻雜為在電壓被施加至柵電極時使得電流能夠從漏極流向源極。該電子器件還可以包括處于溝道和柵電極之間的柵極絕緣體。該柵極絕緣體可以包括具有第一厚度的第一柵極絕緣體區(qū)段和具有小于第一厚度的第二厚度的第二柵極絕緣體區(qū)段。柵極絕緣體區(qū)段由此通過使電流能夠在比第一柵極絕緣體區(qū)段低的電壓上流過第二柵極絕緣體區(qū)段而改善了安全操作區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電子器件。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的設(shè)計中，諸如晶體管，存在與增益和安全操作區(qū)域(SOA) 性能相關(guān)的利益沖突。安全操作區(qū)域被定義為能夠預(yù)期器件在無自我損壞的情 況下操作的電壓和電流條件。高增益意味著晶體管將有效率地操作，但具有高 增益的晶體管通常可能意味著SOA的范圍較小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種電子器件，所述電子器件包括：第一柵電極，所 述第一柵電極用于供應(yīng)柵極電壓；源極；漏極；溝道，所述溝道被摻雜為在向 所述第一柵電極施加電壓時，使得電流能夠從所述漏極流向所述源極；以及第 一柵極絕緣體，所述第一柵極絕緣體處于所述溝道和所述第一柵電極之間，所 述第一柵極絕緣體包括：第一柵極絕緣體區(qū)段，所述第一柵極絕緣體區(qū)段具有 第一厚度；和第二柵極絕緣體區(qū)段，所述第二柵極絕緣體區(qū)段具有不同于所述 第一厚度的第二厚度。

附圖說明

參考以下附圖來描述實施方案。在所有幅附圖中，使用相同的附圖標記用 于指代類似的特征和部件。附圖中所示的特征未必是按比例示出的。實施方案 的某些特征可能按比例上放大或者在一定程度上以示意性的形式示出的，并且 出于清楚和簡潔的目得的，可能未示出元件的一些細節(jié)。

圖1是垂直半導(dǎo)體器件的實施方案的示意性截面透視圖；

圖2是具有變化的柵極氧化物厚度的垂直半導(dǎo)體器件的實施方案的示意性 截面?zhèn)纫晥D；

圖3是沿著溝道區(qū)的每一側(cè)具有變化的柵極氧化物厚度的垂直半導(dǎo)體器件 的實施方案的示意性截面透視圖；

圖4A至圖4B是沿溝道的寬度具有變化的柵極氧化物厚度的垂直半導(dǎo)體器 件的實施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；

圖5A至圖5B是沿溝道的寬度具有變化的摻雜水平的垂直半導(dǎo)體器件的實 施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；

圖6A至圖6C是沿溝道的寬度具有變化的柵極氧化物厚度的平面半導(dǎo)體器 件的實施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；

圖7A至圖7C是沿溝道的寬度具有變化的柵極氧化物厚度的平面半導(dǎo)體器 件的實施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；并且

圖8A至圖8S是處于垂直半導(dǎo)體器件的制作期間的不同時間點上的垂直半 導(dǎo)體器件的實施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；

圖9A至圖9B是沿溝道的寬度具有變化的柵極氧化物厚度的橫向半導(dǎo)體器 件的實施方案的示意性截面?zhèn)纫晥D；

圖10是對變化溝道-柵極結(jié)構(gòu)的實施方案和不變溝道-柵極結(jié)構(gòu)的實施方案 進行比較的柵極電壓和漏極電流之間的關(guān)系的曲線圖。

具體實施方式

提出了一種用于解決上文描述的關(guān)于在飽和模式期間導(dǎo)致問題的半導(dǎo)體 器件的低SOA的難題的解決方案，該解決方案是在半導(dǎo)體器件內(nèi)具有變化的柵 極-溝道結(jié)構(gòu)。這種變化的結(jié)構(gòu)在柵極和溝道之間建立了一種關(guān)系，這種關(guān)系在 飽和模式期間的運作和在歐姆模式期間的運作是不同的。具體地，不是在溝槽 的整個寬度內(nèi)都是均勻的，而是柵極或溝道可以具有某一區(qū)段，該區(qū)段具有更 厚的柵極氧化物或者具有不同的溝道摻雜值，從而在飽和模式期間提高SOA。