在漂移体积中具有p层的n沟道双极型功率半导体器件制造技术

本发明专利技术涉及在漂移体积中具有p层的n沟道双极型功率半导体器件。一种功率半导体器件，具有半导体本体，所述半导体本体被配置为在第一负载端子与第二负载端子之间传导负载电流，包括：源极区，其具有第一导电类型的掺杂剂并被电连接到所述第一负载端子；半导体沟道区，其在所述半导体本体中实施并具有第二导电类型的掺杂剂，并且将所述源极区与所述半导体本体的剩余部分分离；第一沟槽类型的沟槽，其在所述半导体本体中沿着延伸方向延伸并被布置为邻近所述半导体沟道区，第一沟槽类型的所述沟槽包括通过绝缘体与所述半导体本体绝缘的控制电极，其中所述控制电极被配置为对所述半导体沟道区中的负载电流的路径进行控制。

N channel bipolar power semiconductor devices with p layer in drift volume

The invention relates to a n channel bipolar power semiconductor device with a p layer in a drift volume. A power semiconductor device has a semiconductor body, wherein the semiconductor body is configured to include in the first terminal and the second terminal load load between the transmission load current: the source region having a first conductivity type dopant and is electrically connected to the first terminal load; the semiconductor channel region, the implementation of the dopant in the semiconductor body and has a second conductive type, and the remaining part of the source region and the semiconductor body of the first trench trench isolation; type of the semiconductor body extends along the extending direction and are arranged adjacent the semiconductor channel region, wherein the first trench trench type includes a control electrode through the insulator and the insulation of the semiconductor body, wherein the control electrode is configured to load current of the semiconductor in the channel region The path is controlled.

【技术实现步骤摘要】
在漂移体积中具有p层的n沟道双极型功率半导体器件
本说明书涉及双极型功率半导体器件的实施例和对双极型功率半导体器件进行处理的方法的实施例。特别的是，本说明书涉及在漂移体积中具有p层的n沟道功率半导体器件的实施例以及功率半导体器件处理方法的对应实施例。
技术介绍
现代设备在汽车、用户和工业应用中的许多功能例如转换电能和驱动电动机或电机依赖功率半导体器件。例如，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管（举几个示例）已被用于各种应用，所述各种应用包括但不限于电源和功率转换器中的开关。功率半导体器件通常包括半导体本体，其被配置为在器件的两个负载端子之间沿着负载电流路径传导负载电流。进一步地，负载电流路径可借助于绝缘控制电极（有时也被称为栅电极）来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可将功率半导体器件设置为导通状态（也被称为接通状态）和阻断状态（也被称为关断状态）之一。对于给定应用，功率半导体器件可以必须遵从一些额定值，所述额定值关于例如最小电压阻断能力和/或最小标称负载电流能力（举一些例子），在示例性应用中，例如具有IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极型功率半导体器件（1），具有半导体本体（10），所述半导体本体（10）被配置为在所述功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）与第二负载端子（12）之间传导负载电流，所述双极型功率半导体器件（1）进一步包括：‑ 源极区（101），其是第一导电类型的并被电连接到所述第一负载端子（11）；‑ 半导体沟道区（102），其在所述半导体本体（10）中实施并具有第二导电类型，并且将所述源极区（101）与所述半导体本体（10）的剩余部分（103）分离；‑ 第一沟槽类型的沟槽（13），其在所述半导体本体（10）中沿着延伸方向（Z）延伸并被布置为邻近所述半导体沟道区（102），第一沟槽类型的所述沟槽（1...

【技术特征摘要】
2016.07.12 DE 102016112721.31.一种双极型功率半导体器件（1），具有半导体本体（10），所述半导体本体（10）被配置为在所述功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）与第二负载端子（12）之间传导负载电流，所述双极型功率半导体器件（1）进一步包括：-源极区（101），其是第一导电类型的并被电连接到所述第一负载端子（11）；-半导体沟道区（102），其在所述半导体本体（10）中实施并具有第二导电类型，并且将所述源极区（101）与所述半导体本体（10）的剩余部分（103）分离；-第一沟槽类型的沟槽（13），其在所述半导体本体（10）中沿着延伸方向（Z）延伸并被布置为邻近所述半导体沟道区（102），第一沟槽类型的所述沟槽（13）包括通过绝缘体（132）与所述半导体本体（10）绝缘的控制电极（131），其中，所述控制电极（131）被配置为对所述半导体沟道区（102）中的负载电流的路径进行控制；-至少一个第二导电类型的发射极区（108），其在所述半导体本体（10）中实施并被电连接到所述第二负载端子（12），其中，所述半导体本体（10）进一步包括：-第一导电类型的阻挡区（103）；以及-漂移体积，其至少具有第二导电类型的第一漂移区（104），其中，所述阻挡区（103）将所述第一漂移区（104）与所述半导体沟道区（102）耦合；-第一导电类型的缓冲区（107），其被布置于在一侧的所述半导体本体（10）的所述漂移体积与在另一侧的所述发射极区（108）之间，-其中，所述第一漂移区（104）具有沿着所述延伸方向（Z）的总延伸（DZ4），所述总延伸（DZ4）为所述半导体本体（10）沿着所述延伸方向（Z）的总延伸的至少5%。2.根据权利要求1所述的双极型功率半导体器件（1），其中，-所述源极区（101）与所述半导体沟道区（102）之间的过渡形成第一结（1012）；-所述阻挡区（103）与所述沟道区（102）之间的过渡形成第二结（1023）；-第一沟槽类型的所述沟槽（13）沿着所述延伸方向（Z）延伸到所述半导体本体（10）中比所述第一结（1012）和所述第二结（1023）中的每一个延伸得更远。3.根据权利要求2所述的双极型功率半导体器件（1），其中，被包括在第一沟槽类型的所述沟槽（13）中的所述控制电极（131）沿着所述延伸方向（Z）延伸得比所述第一结（1012）和所述第二结（1023）中的每一个更远。4.根据前述权利要求中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），其中，第一沟槽类型的所述沟槽（13）具有沿着所述延伸方向（Z）的从所述半导体本体（10）的表面（10-1）测量的总延伸（DZT），并且其中由所述阻挡区（103）与所述第一漂移区（104）之间的过渡形成的第三结（1034）被布置在所述总延伸（DZT）的50%到95%的范围内的水平内。5.根据前述权利要求中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），其中，第一沟槽类型的所述沟槽（13）具有沿着所述延伸方向（Z）的从所述半导体本体（10）的表面（10-1）测量的总延伸（DZT），并且其中沿着所述延伸方向从所述第一漂移区（104）到所述半导体本体（10）的剩余部分的过渡被布置在所述总延伸（DZT）的大于200%的水平内。6.根据前述权利要求中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），其中，所述第一漂移区（104）至少与所述沟槽（13）的较低区段接触，所述较低区段占第一沟槽类型的所述沟槽（13）沿着所述延伸方向（Z）的所述总延伸（DZT）的至少10%。7.根据前述权利要求中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），包括所述第一沟槽类型的多个沟槽（13），其中，所述沟槽（13）沿着第一横向方向（X）布置。8.根据前述权利要求中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），包括第二沟槽类型的多个沟槽（17），其沿着第一横向方向（X）布置，其中，所述第二类型的每个沟槽（17）沿着所述延伸方向（Z）在所述半导体本体（10）中延伸，并且其中所述第二沟槽类型的每个沟槽（17）包括沟槽电极（171），其通过沟槽绝缘体（172）与所述半导体本体（10）绝缘。9.根据权利要求7或8所述的双极型功率半导体器件（1），其中，所述沟槽（13,17）中的每一个穿过所述半导体沟道区（102）、所述阻挡区（103）中的每一个并且延伸到所述第一漂移区（104）中。10.根据前述权利要求7至9中的一项所述的双极型功率半导体器件（1），其中，相应台面区域（14）将邻近沟槽（13、17）彼此分离，每个台面区域（14）展示出在10nm到10μm的范围内的宽度（WM）。11.根据权利要求10所述的双极型功率半导体器件（1），其中，每个台面区域（14）包括所述源极区（101）、所述半导体沟道区（102）、所述阻挡区（103）和所述第一漂移区（104）中的每一个的区段。12.一种双极型功率半导体器件（1），具有半导体本体（10），所述半导体本体（10）被配置为在所述功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）与第二负载端子（12）之间传导负载电流，所述双极型功率半导体器件（1）进一步包括：-源极区（101），其是第一导电类型的并被电连接到所述第一负载端子（11）；-半导体沟道区（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：R巴布尔斯克，M比纳，HJ舒尔策，OJ施普尔伯，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE