[發明專利]半導體器件的蜂窩布局

在審

• 申請號: 202211220523.8
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN115663014A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: A.V.博羅特尼科夫;P.A.羅西
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 付曼;陳嵐

本發明題為半導體器件的蜂窩布局。一種制作在碳化硅(SiC)半導體層的表面的半導體器件單元的方法包括在SiC半導體層的表面之上形成半導體器件單元的分段源和體接觸件(SSBC)。SSBC包括體接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的體接觸件區，其中體接觸件部分沒有設置在半導體器件單元的中心之上。SSBC還包括源接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的源接觸件區，其中至少一個源接觸件部分僅部分包圍SSBC的體接觸件部分。

技術領域

本文所公開的主題涉及半導體器件、例如碳化硅(SiC)功率器件，包括場晶體管(例如MOSFET、DMOSFET、UMOSFET、VMOSFET等)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、絕緣基MOS控制晶閘管(IBMCT)、結型場效應晶體管(JFET)和金屬半導體場效應晶體管(MESFET)。

背景技術

這一節旨在向讀者介紹可與本公開的各個方面相關的領域的各個方面。在為讀者提供背景信息以便于對本公開的各個方面的更好理解方面，本論述被認為是有幫助的。相應地，應當理解，要以此來閱讀這些陳述，而不是認可現有技術。

功率轉換裝置廣泛地用于現代電氣系統，以將電力從一種形式轉換成另一種形式供負載消耗。許多功率電子系統利用各種半導體器件和組件，例如晶閘管、二極管和各種類型的晶體管(例如，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)、結型柵場效應晶體管(JFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和其他適當晶體管)。

具體對于高頻、高電壓和/或高電流應用，與對應硅(Si)器件相比，利用寬帶隙半導體(例如碳化硅(SiC)、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)等)的器件在高溫操作、降低的導通電阻和較小的管芯大小方面可提供多個優點。相應地，寬帶隙半導體器件向功率轉換應用(包括例如配電系統(例如在電力網中)、發電系統(例如在太陽能和風力轉換器中)以及消費產品(例如電動車輛、電器、電力供應裝置等))提供優點。

發明內容

在一實施例中，系統包括半導體器件單元，其設置在碳化硅(SiC)半導體層的表面。半導體器件單元包括：漂移區，具有第一導電類型；阱區，具有第二導電類型，設置成與漂移區相鄰；源區，具有第一導電類型，設置成與阱區相鄰，溝道區，具有第二導電類型，設置成與源區相鄰并且接近表面；以及體接觸件區，具有第二導電類型，設置在阱區的一部分之上，其中體接觸件區沒有在半導體器件單元中居中。該器件單元包括分段源和體接觸件(SSBC：segmented source and body contact)，其設置在表面的一部分之上，其中SSBC包括：體接觸件部分，其設置在體接觸件區之上；以及源接觸件部分，設置成與體接觸件區相鄰并且在源區的一部分之上，其中源接觸件部分沒有完全包圍SSBC的體接觸件部分。

在一實施例中，系統包括蜂窩半導體器件布局，其具有設置在碳化硅(SiC)半導體層的表面的多個半導體器件單元。多個蜂窩半導體器件單元各包括：漂移區，具有第一導電類型；阱區，具有第二導電類型，設置成與漂移區相鄰；源區，具有第一導電類型，設置成與阱區相鄰。各器件單元的阱區包括設置成接近表面的體接觸件區，以及各器件單元的源區包括設置成接近表面并且接近體接觸件區的源接觸件區。多個蜂窩半導體器件單元各包括不對稱分段源和體接觸件(SSBC)，其設置在表面的一部分之上，其中，不對稱SSBC包括設置在半導體器件單元的體接觸件區之上的體接觸件部分以及設置成與體接觸件部分相鄰并且在半導體器件單元的源接觸件區之上的源接觸件部分，其中不對稱SSBC的源接觸件部分沒有完全包圍不對稱SSBC的體接觸件部分。

在一實施例中，一種制作在碳化硅(SiC)半導體層的表面的半導體器件單元的方法包括在SiC半導體層的表面之上形成半導體器件單元的分段源和體接觸件(SSBC)。SSBC包括體接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的體接觸件區，其中體接觸件部分沒有與半導體器件單元的中心對齊。SSBC還包括源接觸件部分，其設置在半導體層的表面之上并且接近半導體器件單元的源接觸件區，其中至少一個源接觸件部分僅部分包圍SSBC的體接觸件部分。