具有电流传感器的半导体器件制造技术

本公开提供了具有电流传感器的半导体器件。一种半导体器件包括半导体本体。半导体本体包括负载晶体管部分和传感器晶体管部分。负载晶体管部分的第一源极区域和传感器晶体管的第二源极区域彼此电分离。在公共栅极沟槽中的公共栅极电极从第一表面延伸至半导体本体中，其中公共栅极沟槽的第一部分在负载晶体管部分中，并且公共栅极沟槽的第二部分在传感器晶体管部分中。在场电极沟槽中的场电极从第一表面延伸至半导体本体中。场电极沟槽的平行于第一表面的最大尺寸小于场电极沟槽的深度。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
在半导体应用中的关键部件是固态开关。作为示例，开关将汽车应用或工业应用的负载打开和关闭。固态开关通常包括，例如，场效应晶体管(FET)，像金属氧化物半导体FET(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。为了实现自我保护的功率开关，尤其常见的是集成电流传感器。电流传感器可以实现为小的传感器晶体管，其提供与流经负载晶体管的负载电流成比例的电流。传感器晶体管基本上更小，例如，比负载晶体管小1000-50000倍，并且流经传感器晶体管的传感器电流理想地按照两个晶体管(即负载晶体管和传感器晶体管)的有源区域的几何比例小于流经负载晶体管的负载电流。流经负载晶体管电流和流经传感器晶体管的电流的实际比例可能取决于工艺变化以及像工作温度的工作环境。这是因为在感测晶体管和负载晶体管之间的部分公共使用的导通路径和部分分离的导通路径。因此期望提供一种半导体器件，其中降低了负载晶体管电流和传感器晶体管电流的实际比例与工艺变化和工作条件的相关性。通过根据独立权利要求的教导实现上文目的。进一步的实施例在从属权利要求中限定。
技术实现思路
根据半导体器件的实施例，该半导体器件包括半导体本体。半导体本体包括负载晶体管部分和传感器晶体管部分。负载晶体管部分的第一源极区域和传感器晶体管的第二源极区域彼此电分离。在公共栅极沟槽中的公共栅极电极从第一表面延伸至半导体本体中，其中公共栅极沟槽的第一部分在负载晶体管部分中并且公共栅极沟槽的第二部分在传感器晶体管部分中。在场电极沟槽中的场电极从第一表面延伸至半导体本体中。场电极沟槽的平行于第一表面的最大尺寸比场电极沟槽的深度小。本领域技术人员在阅读下面的详细描述和观看附图之后，将认识到附加的特征和优点。【附图说明】附图被包括以提供对本专利技术的实施例的进一步理解，并且被并入本说明书并且组成本说明书的一部分。附图图示了本专利技术的实施例并且与描述一起用于解释原理。本专利技术的其他实施例以及预期的优点将容易地理解，因为通过参考下面详细的描述它们变得更好理解。附图的元件不一定相对于彼此成比例。同样的附图标记指定对应的相似部分。图1A是根据实施例的半导体器件的一部分的示意平面图。图1B是沿着图1A的截面平面G-G’截取的半导体器件的一部分的示意截面图。图2A是根据另一实施例的半导体器件的一部分的示意平面图。图2B是沿着图2A的截面平面A-A’截取的半导体器件的一部分的示意截面图。图2C是沿着图2A的截面平面B-B’截取的半导体器件的一部分的示意截面图。图3A是根据另一实施例的半导体器件的一部分的示意平面图。图3B是沿着图3A的截面平面C-C’截取的半导体器件的一部分的示意截面图。图3C是沿着图3A的截面平面D-D’截取的半导体器件的一部分的示意截面图。图4A是根据另一实施例的半导体器件的一部分的示意平面图。图4B是沿着图4A的截面平面E-E’截取的根据实施例的半导体器件的一部分的示意截面图。图4C是沿着图4A的截面平面F-F’截取的根据实施例的半导体器件的一部分的示意截面图。图4D是沿着图4A的截面平面E-E’截取的根据另一实施例的半导体器件的一部分的示意截面图。图4E是沿着图4A的截面平面F-F’截取的根据另一实施例的半导体器件的一部分的示意截面图。【具体实施方式】在下面的详细描述中参考附图，附图形成其一部分并且其中通过图示的方式说明可以实践本专利技术的特定实施例。就这点而言，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“在前”、“在后”等的方向性术语参考着被描述的附图的定向使用。由于本专利技术的实施例的部件可以按照许多不同的定向来定位，因此使用方向性术语是为了说明的目的而绝不是为了限制。应当理解可以采用其他实施例并且在不脱离由权利要求限定的范围的情况下可以做出结构或逻辑的改变。如本文中使用的术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是指示陈述的元件或特征的存在但不排除附加的元件或特征的开放式术语。冠词“一”、“一个”和“该”意在包括单数和复数，除非上下文清楚地另外指明。附图和描述通过在靠近掺杂类型“η”或“p”指示或“ + ”来说明相对掺杂浓度。例如，“η ”意味着比“η”掺杂区域的掺杂浓度低的掺杂浓度，而“η+”掺杂区域具有比“η”掺杂区域的掺杂浓度高的掺杂浓度。具有相同相对掺杂浓度的掺杂区域不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同“η”掺杂区域可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。在附图和描述中，为了更好的理解，掺杂部分经常指定为“Ρ”或“η”掺杂。如清楚地理解的，该指定绝不意在限制。只要实现了描述的功能，掺杂类型可以是任意的。进一步地，在所有实施例中，掺杂类型可以反转。如在该说明书中使用的，术语“耦合”和/或“电耦合”不是为了意味着元件必须直接地耦合在一起，可以在“耦合”或“电耦合”的元件之间提供中介元件。术语“电连接”意在描述在电连接在一起的元件之间的低欧姆电连接。本说明书涉及掺杂半导体部分所利用的“第一”和“第二”导电类型的掺杂剂。第一导电类型可以是Ρ型并且第二导电类型可以是η型，或者反之亦然。如一般已知的，取决于掺杂类型或源极区域和漏极区域的极性，M0SFET可以是η沟道M0SFET或ρ沟道M0SFET。例如，在η沟道M0SFET中，源极区域和漏极区域利用η型掺杂剂掺杂，并且电流方向是从漏极区域到源极区域。在ρ沟道M0SFET中，源极区域和漏极区域利用ρ型掺杂剂掺杂，并且电流方向是从源极区域到漏极区域。如应当清楚地理解的，在本说明书的上下文中，掺杂类型可以反转。如果使用方向性的语言描述特定的电流路径，应当理解该描述仅仅是为了指示路径而不是为了指示电流流动的极性，即晶体管是ρ沟道晶体管还是η沟道晶体管。附图可以包括极性敏感的部件，例如二极管。如应当清楚地理解的，这些极性敏感部件的特定布置是作为示例给出并且可以反转以实现描述的功能，取决于第一导电类型意指η型还是Ρ型。如在本说明书中使用的术语“横向的”和“水平的”意在描述平行于半导体衬底或半导体本体的第一表面的定向。例如，这可以是晶圆或裸片的表面。如在本说明书中使用的术语“垂直的”意在描述与半导体衬底或半导体本体的第一表面垂直布置的定向。在下面描述中使用的术语“晶圆”、“衬底”或“半导体本体”可以包括具有半导体表面的任何基于半导体的结构。晶圆和结构应当被理解成包括硅、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(S0S)、掺杂或非掺杂的半导体、由基底半导体基础支持的硅的外延层以及其他半导体结构。半导体不需要是基于硅的。半导体也可以是锗硅、锗或砷化镓。根据其他实施例，碳化娃(SiC)或氮化镓(GaN)可以形成半导体衬底材料。应当理解，本文描述的各种实施例的特征可以与彼此组合，除非另外明确地指明。图1A是根据实施例的半导体器件10的一部分的示意平面图。半导体器件10包括半导体本体100。半导体本体100包括负载晶体管部分400和传感器晶体管部分500。负载晶体管部分400的第一源极区域102和传感器晶体管部分500的第二源极区域104彼此电分离。在公共栅极沟槽108中的公共栅极电极106从第一表面100a延伸至半导体本体100中，其中公共栅极沟槽108的第一部分108a在负载晶体管部分400中并且公共栅极沟槽108的第二部分108b在传感器晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体本体，包括负载晶体管部分和传感器晶体管部分；所述负载晶体管部分的第一源极区域和所述传感器晶体管部分的第二源极区域，所述第一源极区域和所述第二源极区域彼此电分离；公共栅极电极，在公共栅极沟槽中，从第一表面延伸到所述半导体本体中，其中所述公共栅极沟槽的第一部分在所述负载晶体管部分中并且所述公共栅极沟槽的第二部分在所述传感器晶体管部分中；以及场电极，在场电极沟槽中，从所述第一表面延伸到所述半导体本体中，其中所述场电极沟槽的平行于所述第一表面的最大尺寸小于所述场电极沟槽的深度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·胡茨勒，M·罗施，
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