具有场电极的功率半导体器件制造技术

一种功率半导体器件包括：半导体主体，被配置成在功率半导体器件的第一负载端子和第二负载端子之间传导负载电流；源极区、沟道区和漂移体积，均被包括在半导体主体中，源极区被电连接至第一负载端子并且沟道区使源极区与漂移体积隔离；半导体区域，被包括在半导体主体中并且将漂移体积耦合至第二负载端子，在半导体区域和漂移体积之间建立第一过渡；控制电极，与半导体主体和负载端子中的每一个都绝缘并且被配置成控制沟道区中的负载电流的路径；以及沟槽，沿着延伸方向延伸到漂移体积中并且包括场电极。场电极的欧姆电阻大于控制电极的欧姆电阻。进一步地，场电极和第一过渡之间的距离占漂移体积在延伸方向上的总延伸的至少70%。

Power semiconductor devices with field electrodes

【技术实现步骤摘要】
具有场电极的功率半导体器件
该说明书涉及功率半导体器件的实施例，涉及处理功率半导体器件的方法的实施例并且涉及开关电源电路的实施例。特别地，该说明书涉及具有控制电极和场电极的功率半导体器件的实施例，并且涉及处理方法的对应实施例，并且涉及开关电源电路的对应实施例。
技术介绍
在汽车、用户和工业应用中的现代器件的许多诸如转换电能和驱动电动机或电机依赖半导体器件。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变换器中的开关。例如，功率半导体器件可包括一个或多个金属氧化物半导体（MOS）控制头，其中每个控制头都可具有至少一个控制电极和源极区以及邻近其布置的沟道区。该控制电极通常被称为“栅极电极”。为了将功率半导体器件设置成导通状态（在其期间正向方向上的负载电流可在器件的负载端子之间传导），控制电极可被提供有控制信号，该控制信号具有在第一范围内的电压以便在沟道区内感应负载电流路径。为了将功率半导体器件设置成阻断状态（在其期间施加于半导体器件的负载端子的正向电压可被阻断并且负载电流在正向方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体器件（1），包括：‑ 半导体主体（10），其被配置成在功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）和第二负载端子（12）之间传导负载电流；‑ 源极区（101）、沟道区（102）和漂移体积（100），均被包括在半导体主体（10）中，该源极区（101）被电连接至第一负载端子（11）并且该沟道区（102）使源极区（101）与漂移体积（100）隔离；‑ 半导体区域（108），其被包括在半导体主体（10）中并且将漂移体积（100）耦合至第二负载端子（12），在半导体区域（108）和漂移体积（100）之间建立第一过渡（1008）；‑ 控制电极（131），其与半导体主体（10）和负载端子（11、...

【技术特征摘要】
2016.07.18 DE 102016113183.01.一种功率半导体器件（1），包括：-半导体主体（10），其被配置成在功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）和第二负载端子（12）之间传导负载电流；-源极区（101）、沟道区（102）和漂移体积（100），均被包括在半导体主体（10）中，该源极区（101）被电连接至第一负载端子（11）并且该沟道区（102）使源极区（101）与漂移体积（100）隔离；-半导体区域（108），其被包括在半导体主体（10）中并且将漂移体积（100）耦合至第二负载端子（12），在半导体区域（108）和漂移体积（100）之间建立第一过渡（1008）；-控制电极（131），其与半导体主体（10）和负载端子（11、12）中的每一个都绝缘并且被配置成控制沟道区（102）中的负载电流的路径；-沟槽（14），其沿着延伸方向（Z）延伸到漂移体积（100）中并且包括场电极（141），其中：-该场电极（141）的欧姆电阻（RFP）大于控制电极（131）的欧姆电阻（RG）；并且-该场电极（141）和第一过渡（1008）之间的距离（D）占漂移体积（100）在延伸方向（Z）上的总延伸（TED）的至少70%。2.一种功率半导体器件（1），包括：-半导体主体（10），其被配置成在功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）和第二负载端子（12）之间传导负载电流；-源极区（101）、沟道区（102）和漂移体积（100），均被包括在半导体主体（10）中，该源极区（101）被电连接至第一负载端子（11）并且该沟道区（102）使源极区（101）与漂移体积（100）隔离，其中至少该漂移体积（100）沿着延伸方向（Z）的总延伸（TED）限定半导体器件（1）的阻断电压；-控制电极（131），其与半导体主体（10）和负载端子（11、12）中的每一个都绝缘并且被配置成控制沟道区（102）中的负载电流的路径；-沟槽（14），其沿着延伸方向（Z）延伸到漂移体积（100）中并且包括通过场绝缘体（142）与漂移体积（100）隔离的场电极（141），其中：-该场电极（141）的欧姆电阻（RFP）大于控制电极（131）的欧姆电阻（RG）；并且-该场绝缘体（142）沿着第一横向方向（X）的第一厚度（TX）和该场绝缘体（142）沿着延伸方向（Z）的第二厚度（TZ）中的至少一个相当于小于阻断电压乘以因子2nm/V。3.权利要求1或2所述的功率半导体器件（1），进一步包括：-第一路径（15），其使场电极（141）与功率半导体器件（1）的第一负载端子（11）和控制端子（13）之一电连接；以及-第二路径（16），其使控制电极（131）与控制端子（13）电连接。4.权利要求3所述的功率半导体器件（1），其中：-欧姆场电极电阻（RFP）等于第一路径（15）的内部电阻（RFP,int）与场电极的分布电阻（RFP,dist）的总和；并且-欧姆控制电极电阻（RG）仅相当于控制电极（131）的分布电阻（RG,dist）并且不包括由在第二路径（16）中提供的欧姆电阻器（133）构成的内部电阻（RG,int）。5.权利要求4所述的功率半导体器件（1），其中：-场电极的分布电阻（RFP,dist）至少由布置在沟槽（14）中的场电极（141）的部分构成；-并且控制电极的分布电阻（RG,dist）至少由控制负载电流的路径的控制电极（131）的部分构成。6.前述权利要求中的一项所述的功率半导体器件（1），其中该欧姆场电极电阻（RFP）被配置成减弱振铃。7.前述权利要求中的一项所述的功率半导体器件（1），其中该控制电极（131）由第一材料制成，并且其中该场电极（141）由第二材料制成，该第二材料呈现比第一材料的电导率更小的电导率。8.前述权利要求中的一项所述的功率半导体器件（1），其中该欧姆场电极电阻（RFP）达到至少1Ω。9.前述权利要求中的一项所述的功率半导体器件（1），包括：-具有多个单元（19）的有源区（1-1），每个单元（19）都包括源极区（101）的部分、沟道区（102）的部分和漂移体积（...

【专利技术属性】
技术研发人员：F希尔勒，
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