【技术实现步骤摘要】
电荷补偿半导体器件优先权主张本申请是2013年7月18日提交的美国专利申请No.13/945226的部分继续申请(CIP),所述申请的全部内容通过引用并入到本文中。
本专利技术的实施例涉及具有电荷补偿结构的半导体器件,尤其涉及具有电荷补偿结构和边缘终止(edge-termination)结构的功率半导体场效应晶体管。
技术介绍
半导体晶体管,尤其是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)之类的场效应控制开关器件已经被用于各种应用,包括但不限于用作电源和功率变换器、电动汽车、空调、乃至立体声系统中的开关。尤其对于能够切换大电流和/或在较高电压下工作的功率器件而言,通常期望有低导通状态电阻Ron、高击穿电压Ubd、高鲁棒性和/或良好的软度(softness)。为实现低导通状态电阻Ron和高击穿电压Ubd,开发了补偿半导体器件。补偿原则是基于n掺杂和p掺杂区中的电荷的相互补偿的,在垂直MOSFET的漂移区中所述n掺杂和p掺杂区通常也被称为n掺杂和p掺杂柱体区(pillarregion)。通常,由p型和n型区形成的电荷补偿结构布置于实际MOSFET结构的源极区、主体区和栅极区的下方,并且也布置于相关联的MOS沟道下方,所述相关联的MOS沟道在半导体器件的半导体体积中彼此相邻布置,或以如下方式彼此交错布置:在关断状态中,相关联的MOS沟道的电荷可以相互耗尽,并且在激活状态或导通状态中,产生从接近表面的源极电极到布置于背面上的漏极电极的不间断的、低阻抗的传导路径。由于p型和n型掺杂的补偿,在补偿部件的实例中可以显著地提高载流区的掺 ...
【技术保护点】
一种场效应半导体器件,包括:‑半导体主体,所述半导体主体包括第一表面、在与所述第一表面大体上平行的方向上对所述半导体主体进行限定的边缘、有源区、以及布置于所述有源区与所述边缘之间的外围区;‑源极金属化部,所述源极金属化部布置于所述第一表面上;以及‑漏极金属化部,在所述有源区中,所述半导体主体还包括:‑多个第一导电类型的漂移部分,所述多个第一导电类型的漂移部分与第二导电类型的补偿区交替,所述漂移部分包括第一最大掺杂浓度并且与所述漏极金属化部欧姆接触,所述补偿区与所述源极金属化部欧姆接触,在所述外围区中,所述半导体主体还包括:‑第二半导体区,所述第二半导体区与所述漂移部分欧姆接触并且包括所述第一导电类型的掺杂剂的第二最大掺杂浓度,所述第二最大掺杂浓度比所述漂移部分的所述第一最大掺杂浓度至少小五倍;以及‑所述第二导电类型的第一边缘终止区,所述第一边缘终止区与所述源极金属化部欧姆接触并且邻接所述第二半导体区。
【技术特征摘要】
2013.07.18 US 13/945,226;2013.11.15 US 14/081,4131.一种场效应半导体器件,包括:-半导体主体,所述半导体主体包括第一表面、在与所述第一表面平行的方向上对所述半导体主体进行限定的边缘、有源区、以及布置于所述有源区与所述边缘之间的外围区;-源极金属化部,所述源极金属化部布置于所述第一表面上;以及-漏极金属化部,在所述有源区中,所述半导体主体还包括:-多个第一导电类型的漂移部分,所述多个第一导电类型的漂移部分与第二导电类型的补偿区交替,所述漂移部分包括第一最大掺杂浓度并且与所述漏极金属化部欧姆接触,所述补偿区与所述源极金属化部欧姆接触,在所述外围区中,所述半导体主体还包括:-第二半导体区,所述第二半导体区与所述漂移部分欧姆接触并且包括所述第一导电类型的掺杂剂的第二最大掺杂浓度,所述第二最大掺杂浓度比所述漂移部分的所述第一最大掺杂浓度至少小五倍;以及-所述第二导电类型的第一边缘终止区,所述第一边缘终止区与所述源极金属化部欧姆接触并且邻接所述第二半导体区,其中在所述外围区中,所述半导体主体还包括所述第一导电类型的第二边缘终止区,所述第二边缘终止区包括大于所述第二最大掺杂浓度的第四最大掺杂浓度,所述第二边缘终止区与所述漏极金属化部欧姆接触,邻接所述第一边缘终止区,并且布置于所述第一边缘终止区与所述第一表面之间。2.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述第二最大掺杂浓度比所述第一最大掺杂浓度至少小十倍。3.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述第一边缘终止区与所述第二半导体区形成pn结。4.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中在所述外围区中,所述半导体主体还包括所述第一导电类型的沟道停止区,所述沟道停止区包括大于所述第二最大掺杂浓度的第三最大掺杂浓度,与所述第二半导体区欧姆接触,并且布置于所述边缘与所述第一边缘终止区和所述第二半导体区的至少其中之一之间。5.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述第二边缘终止区包括第一部分和第二部分,所述第二部分具有比所述第一部分大的最大掺杂浓度,并且所述第二部分布置于所述第一部分与所述边缘之间。6.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述第一边缘终止区包括第一部分和第二部分,所述第二部分具有比所述第一部分小的总掺杂浓度,并且所述第二部分布置于所述第一部分与所述边缘之间。7.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中在与所述第一表面正交的垂直方向上,所述第二导电类型的掺杂剂的浓度在所述第一边缘终止区中变化,和/或其中所述浓度至少在接近所述第一表面处最大。8.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述半导体主体还包括至少一个所述第一导电类型的浮置半导体区,所述浮置半导体区完全嵌入在所述第一边缘终止区中。9.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中所述有源区中的所述漂移部分的总掺杂剂浓度与所述有源区中的所述补偿区的总掺杂剂浓度匹配。10.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,其中在所述外围区中,所述半导体主体包括与所述源极金属化部欧姆接触的所述第二导电类型的另外的补偿区,其中所述半导体主体包括与所述另外的补偿区和一个所述补偿区形成pn结的半导体部分,其中所述半导体部分的总掺杂剂浓度小于所述漂移部分的总掺杂剂浓度除以所述漂移部分的数量所得到的结果,并且其中所述另外的补偿区的总掺杂剂浓度小于所述半导体部分的总掺杂剂浓度和/或小于所述补偿区的总掺杂剂浓度除以所述补偿区的数量所得到的结果。11.根据权利要求1所述的场效应半导体器件,还包括以下的至少其中之一:-布置于所述第一表面上的电介质区;-布置于所述第一表面上并与所述漏极金属化部欧姆接触的场板;以及-布置于所述第一表面上并与所述源极金属化部或栅极金属化部欧姆接触的场板,其中所述栅极金属化部布置于所述第一表面上。12.一种场效应半导体器件,包括:-半导体主体,...
【专利技术属性】
技术研发人员:B·菲舍尔,S·加梅里特,F·赫勒,A·毛德,M·施米特,J·魏尔斯,A·维尔梅罗特,
申请(专利权)人:英飞凌科技奥地利有限公司,
类型:发明
国别省市:奥地利;AT
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