半导体器件制造技术

一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底具有第一端子区、第二端子区、从第一端子区向第二端子区延伸的第一延伸区、从第二端子区向第一端子区延伸的第二延伸区、第一和第二延伸区之间的沟道区；栅极导体，上覆于衬底的沟道区，所述栅极导体被配置为控制沟道区的导通；第一控制导体，上覆于第一延伸区的至少一部分，所述第一控制导体被配置为控制第一延伸区的导通；以及第二控制导体，上覆于第二延伸区的至少一部分，第二控制导体被配置为控制第二延伸区的导通，其中在所述半导体器件中，第一和第二控制导体与栅极导体电隔离。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种半导体器件，例如，一种用于电压转换器的延伸漏极场效应管。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种半导体器件，包括:衬底，具有第一端子区第二端子区；第一延伸区，从第一端子区向第二端子区延伸；第二延伸区，从第二端子区向第一端子区延伸；和沟道区，在第一和第二延伸区之间；栅极导体，上覆于(overly)衬底的沟道区，或者沿衬底的沟道区延伸，栅极导体被配置为控制沟道区的导通；第一控制导体，上覆于第一延伸区的至少一部分，或者沿第一延伸区的至少一部分延伸，第一控制导体被配置为控制第一延伸区的导通；以及第二控制导体，上覆于第二延伸区的至少一部分，或者沿第二延伸区的至少一部分延伸，第二控制导体被配置为控制第二延伸区的导通，其中在所述半导体器件中，第一和第二控制导体与栅极导体电隔离。在所述半导体器件中，第一控制导体可以与第二控制导体电隔离。第一控制导体可以与第二控制导体相分离或者相接。第一控制导体可以与第二控制导体电隔离。在所述半导体器件中，第一控制导体可以与第一端子区电隔离。在所述半导体器件中，第二控制导体可以与第二端子区电隔离。衬底可具有对称平面。衬底可具有穿过沟道区的中心的对称平面。第一延伸区的布局可以与第二延伸区的布局成镜像。第一延伸区的掺杂浓度可以与第二延伸区的掺杂浓度相近。第一延伸区的掺杂量可以与第二延伸区的掺杂量相近。栅极导体可以上覆于沟道区。栅极导体可以上覆于第一延伸区的外围上。栅极导体可以上覆于第二延伸区的外围。栅极导体和第一控制导体、第二控制导体可以包括相同材料。栅极导体和第一、第二控制导体可以由多晶硅或金属制成。第一和第二控制导体可以包括与栅极导体不同的材料。第一控制导体和第二控制导体各包括多晶硅层、金属层和将多晶硅层连到金属层的一个或多个通孔。相应多晶硅层可以包括第一和第二控制导体的上部。相应金属层可包括第一和第二控制导体的下部。多晶硅层可以至少部分上覆于金属层。栅极层可以完全包括在绝缘层中。场极板的金属层可以暴露于绝缘层的表面。半导体器件可以是晶体管。晶体管可以是场效应晶体管。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电路，包括:根据前述任一项权利要求所述的半导体器件；以及驱动电路，被配置为向第一控制导体提供第一控制电压；向第二控制导体提供第二控制电压；以及向栅极控制导体提供栅极控制电压。第一控制电压可以与第二控制电压相同。第一控制电压可以独立于第二控制电压。驱动电路还可以被配置为，在半导体器件的导通状态期间，将第一控制电压设置为高于栅极电压。驱动电路还可以被配置为，在半导体器件的截止状态期间，将第一控制电压设置为以下之一:(1)0，⑵负值，(3)比栅极电压低的电压。驱动电路还可以被配置为，在半导体器件的截止状态期间，设置第二控制电压为以下之一:(1)0，(2)负值，(3)比栅极电压低的电压。驱动电路可以包括栅极操控逻辑电路。栅极操控逻辑电路可以被配置为，比较半导体器件的第一区域处的第一测量电压和半导体器件的第二区域处的第二测量电压。栅极操控逻辑电路可以被配置为，根据该比较来确定器件的极性。器件的极性可以与第一控制导体和第二控制导体中哪一个与源极延伸区相关联以及哪一个与漏极延伸区相关联有关。栅极操控逻辑电路可以被配置为，根据器件的状态和/或器件的极性，设置第一控制导体和第二控制导体的控制电压。器件的状态可取决于输入信号。例如，驱动电路可以被配置为，在截止状态中，将与源极区相关联的控制电压设置为高并且将与漏极侧相关联的控制电压设置为低或负，以提供高反向偏置(high reverse bias)能力。驱动电路可以被配置为，在截止状态中，将第一控制电压和第二控制电压设置为高，以提供低反向偏置能力。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种包括上述半导体器件或电路的电容性电压转换器。还公开了一种操作本文所述的半导体器件的方法，所述方法包括:向第一控制导体提供第一控制电压；向第二控制导体提供第二控制电压；以及向栅极控制导体提供栅极控制电压。第一控制电压可以与第二控制电压相同。第一控制电压可以独立于第二控制电压。所述方法还可以包括，在半导体器件的导通期间，设置第一控制电压高于栅极电压。所述方法可以包括，在半导体器件的截止期间，设置第一控制电压为0、负值或者低于栅极电压的电压中的一个。所述方法可以包括，比较半导体器件的第一区域处的第一测量电压和半导体器件的第二区域处的第二测量电压。所述方法还可以包括，基于第一控制导体和第二控制导体中的哪一个与源极延伸区相关联以及哪一个与漏极延伸区相关联，来确定器件的极性。所述方法还可以包括，根据器件的状态，设置第一控制导体和第二控制导体的控制电压。所述方法还可以包括，根据器件的极性，设置第一控制导体和第二控制导体的控制电压。【附图说明】现在作为示例并参考附图，描述本专利技术的实施例，其中:图1示出了半导体器件；图2至6示出了各种半导体器件，其中每个半导体器件除了栅极板以外还具有两个场极板；图7a和7b示出了图2至6的半导体器件的驱动电路；图8示出了与图2至6所示相似的半导体器件在图7a或7b的驱动电路驱动下的导通电阻情况；以及图9示出了操作半导体器件的方法。【具体实施方式】在高压(HV)漏极延伸金属氧化物半导体(EDMOS)器件的许多应用中，希望在不降低器件处理高压(例如超过30V的电压)的性能的情况下，能够选择交换源极和漏极的连接。在源极和漏极区对称布置的器件中，可以提供可交换的源极和漏极区。图1示出了提供漏极延伸金属氧化物场效应管(EDM0SFET)的半导体器件100。例如，半导体器件100可以是基于绝缘体上硅(SOI)的晶体管、鳍式场效应管(FET)或沟式(trench)FET0图1的场效应管包括衬底102和设置衬底表面(顶部)105上的端子部104。衬底102具有第一区域106和第二区域108，它们都与衬底102的表面105相邻。第一和第二区域106、108也可称为第一端子和第二端子区。如下文所述，在本示例中，第一和第二区域106、108提供可交换的源极区和漏极区。第一延伸区110在衬底102中从第一区域106向第二区域108延伸。第二延伸区112在衬底102中从第二区域108向第一区域106延伸。沟道区114设置在衬底102中的第一和第二延伸区110、112之间。也就是说，沟道区114可以位于第一延伸区110的远端(相对于第一区域106的远端)和第二延伸区112的远端(相对于第二区域108的远端)之间。第一和第二延伸区110、112也可称为漂移区，具有低于第一和第二端子区106、108的掺杂浓度。掺杂浓度的不同使延伸区110、112具有比对应的第一和第二端子区106、10更高的电阻性(较低的导电性)。因此，在导通状态中每个延伸区上存在更高的电压降，在截止状态中可以承受更高的电压。第一和第二区域106、108以及第一和第二延伸区110、112可通过常规半导体工艺技术形成。例如，可通过合适的注入掺杂在衬底102中产生区域106、108、110、112。根据半导体器件100的操作模式，第一端子区105和相关联的延伸区110可提供源极区和漏极区之一。第二端子区108和相关联的延伸区112提供源极区和漏极区中的另一个。在第一和第二区域106、108中，具有更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：衬底，具有第一端子区；第二端子区；第一延伸区，从第一端子区向第二端子区延伸；第二延伸区，从第二端子区向第一端子区延伸；和沟道区，在第一和第二延伸区之间；栅极导体，上覆于衬底的沟道区，所述栅极导体被配置为控制沟道区的导通；第一控制导体，上覆于第一延伸区的至少一部分，第一控制导体被配置为控制第一延伸区的导通；以及第二控制导体，上覆于第二延伸区的至少一部分，第二控制导体被配置为控制第二延伸区的导通，其中在所述半导体器件中，第一和第二控制导体与栅极导体电隔离。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安可·赫琳哈，埃尔文·海曾，拉杜·苏尔代亚努，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL