半导体器件和用于形成半导体器件的方法技术

本发明专利技术公开了半导体器件和用于形成半导体器件的方法。半导体器件包括晶体管布置和二极管结构。二极管结构耦合在晶体管布置的栅极电极结构和晶体管布置的源极电极结构之间。绝缘层垂直地在半导体器件的二极管结构和半导体衬底的正侧表面之间定位。二极管结构包括至少一个二极管pn结。衬底pn结在屏蔽掺杂区域和边缘掺杂部分之间从半导体衬底的正侧表面延伸到半导体衬底中。边缘掺杂部分在半导体衬底内与屏蔽掺杂区域相邻定位。在半导体衬底的正侧表面处，衬底pn结横向地在二极管pn结和二极管结构与源极电极结构的源极接触区域之间定位。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和用于形成半导体器件的方法
实施例涉及针对二极管在半导体器件中的集成的概念，并特别地涉及半导体器件和用于形成半导体器件的方法。
技术介绍
半导体器件可经受各种影响，这些影响可导致对半导体器件的损坏或者甚至破坏它们。例如，尤其在开关或瞬态事件期间，半导体器件可经受静电放电或局部过高的电流密度。然而，用于半导体器件的保护方法常常引起其他缺点，诸如半导体器件的更长开关时间、半导体器件的生产期间的更多工艺步骤、和/或半导体器件的增加的功耗。期望在不使半导体器件的其他性能因素变坏的情况下保护半导体器件免受此类有害影响。
技术实现思路
可能要求提供一种针对提供增加的可靠性和/或耐久性的半导体器件的改进概念。这样的要求可以由权利要求的主题来满足。一些实施例涉及包括晶体管布置和二极管结构的半导体器件。二极管结构耦合在晶体管布置的栅极电极结构和晶体管布置的源极电极结构之间。绝缘层垂直地在半导体器件的二极管结构和半导体衬底的正侧表面之间定位。二极管结构包括至少一个二极管pn结。衬底pn结在屏蔽掺杂区域和边缘掺杂部分之间从半导体衬底的正侧表面延伸到半导体衬底中。边缘掺杂部分在半导体衬底内与屏蔽掺杂区域相邻定位。衬底pn结在半导体衬底的正侧表面处横向地在二极管pn结和二极管结构与源极电极结构的源极接触区域之间定位。一些实施例涉及包括晶体管布置和二极管结构的另一半导体器件。二极管结构耦合在晶体管布置的栅极电极结构和晶体管布置的源极电极结构之间。绝缘层垂直地在半导体器件的二极管结构和半导体衬底的正侧表面之间定位。二极管结构包括至少一个二极管pn结。在晶体管布置的阻断模式期间，在半导体衬底的屏蔽掺杂区域的不可耗尽的掺杂部分和屏蔽掺杂区域的可耗尽的掺杂部分之间的耗尽边界从半导体衬底的正侧表面延伸到半导体衬底中。不可耗尽的掺杂部分包括在阻断模式期间不可被施加到半导体器件的电压耗尽的掺杂。可耗尽的掺杂部分包括在阻断模式期间可被施加到半导体器件的电压耗尽的掺杂。耗尽边界在半导体衬底的正侧表面处横向地在二极管pn结和二极管结构与源极电极结构的源极接触区域之间定位。一些实施例涉及用于形成半导体器件的方法。该方法包括在半导体衬底的正侧表面上形成绝缘层，以及形成耦合在晶体管布置的栅极电极结构和晶体管布置的源极电极结构之间的二极管结构。绝缘层垂直地在二极管结构和半导体衬底的正侧表面之间定位，其中二极管结构包括至少一个二极管pn结。此外，衬底pn结在屏蔽掺杂区域和边缘掺杂部分之间从半导体衬底的正侧表面延伸到半导体衬底中，所述边缘掺杂部分在半导体衬底内与屏蔽掺杂区域相邻定位。另外，衬底pn结在半导体衬底的正侧表面处横向地在二极管pn结和二极管结构与源极电极结构的源极接触区域之间定位。一些实施例涉及用于形成半导体器件的另一种方法。该方法包括在半导体衬底的正侧表面上形成绝缘层，并形成耦合在晶体管布置的栅极电极结构和晶体管布置的源极电极结构之间的二极管结构。绝缘层垂直地在二极管结构和半导体衬底的正侧表面之间定位。二极管结构包括至少一个二极管pn结。此外，在晶体管布置的阻断模式期间，在半导体衬底的屏蔽掺杂区域的不可耗尽的掺杂部分和屏蔽掺杂区域的可耗尽的掺杂部分之间的耗尽边界从半导体衬底的正侧表面延伸到半导体衬底中。不可耗尽的掺杂部分包括在阻断模式期间不可被施加到半导体器件的电压耗尽的掺杂，其中可耗尽的掺杂部分包括在阻断模式期间可被施加到半导体器件的电压耗尽的掺杂。另外，耗尽边界在半导体衬底的正侧表面处横向地在二极管pn结和二极管结构与源极电极结构的源极接触区域之间定位。附图说明在下文中将仅通过示例的方式并且参照附图来描述装置和/或方法的一些示例，在所述附图中：图1示出半导体器件的一部分的示意性横截面；图2示出在晶体管布置的阻断模式中向半导体器件的晶体管布置施加最大电压期间半导体器件的半导体衬底的正侧表面处的静电电位的示意性图示；图3示出不可耗尽的掺杂部分的横向掺杂分布图的示意性图示；图4A示出包括场效应晶体管布置的半导体器件的一部分的示意性横截面；图4B示出穿过位于半导体器件的半导体衬底的正侧表面处的屏蔽掺杂区域和边缘掺杂区域的至少一部分的横向掺杂分布图的示意性图示；图4C示出穿过半导体器件的半导体衬底的屏蔽掺杂区域的掩埋部分的横向掺杂分布图的示意性图示；图5示出耦合在半导体器件的晶体管布置的源极电极结构和栅极电极结构之间的二极管结构的示意性横截面；图6示出另一半导体器件的一部分的示意性横截面；图7A示出包括场效应晶体管布置的半导体器件的一部分的示意性横截面；图7B示出在晶体管布置的阻断模式中向半导体器件的晶体管布置施加最大电压期间半导体器件的半导体衬底的正侧表面处的静电电位的另一示意性图示；图8示出半导体器件的示意性顶视图，该半导体器件包括二极管结构以及位于晶体管布置的栅极焊盘处的屏蔽掺杂区域；图9示出用于形成半导体器件的方法的流程图；以及图10示出用于形成半导体器件的另一方法的流程图。具体实施方式现在将参照在其中图示一些示例的附图来更全面地描述各个示例。在附图中，为了清楚起见，可能夸大了线、层、和/或区域的厚度。因此，虽然另外的示例能够具有各种修改和替代形式，但是其一些特定示例在附图中被示出并且随后将被详细描述。然而，此详细描述不将另外的示例限制于所描述的特定形式。另外的示例可以涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替代物。遍及附图的描述，相似的编号指代相似或类似的元件，当与彼此相比较时其可以被相同地实现或者以修改的形式实现，同时提供相同或类似功能。将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，元件可以直接地连接或耦合，或者经由一个或多个中间元件连接或耦合。如果使用“或”来组合两个元件A和B，则这应被理解为公开所有可能的组合：即，只有A、只有B、以及A和B。针对相同组合的替代措辞是“A和B中的至少一个”。这同样适用于超过2个元件的组合。在本文中为了描述特定示例的目的而使用的术语并不旨在限制另外的示例。每当使用诸如“一”、“一个”和“该”之类的单数形式并且使用仅单个元件未被明确地也未被含蓄地定义为强制的，另外的示例也可以使用复数个元件来实现相同的功能。同样，当功能随后被描述为使用多个元件来实现时，另外的示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。还将理解的是，术语“包括”、“包括有”、“包含”、和/或“包含有”在使用时规定说明的特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、组件、和/或其任何组的存在或添加。除非另行定义，否则所有术语（包括技术术语和科学术语）本文中以示例所属于的
的它们的普通含义来使用。图1示出半导体器件100的一部分的示意性横截面。半导体器件100包括晶体管布置和二极管结构130。二极管结构130耦合在晶体管布置的栅极电极结构142和晶体管布置的源极电极结构140之间。（电气）绝缘层104垂直地在半导体器件100的二极管结构130和半导体衬底102的正侧表面之间定位。二极管结构130包括至少一个二极管pn结138。衬底pn结115在屏蔽掺杂区域110和边缘掺杂部分120之间从半导体衬底102的正侧表面延伸到半导体衬底10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件（100、400），包括：晶体管布置；以及耦合在所述晶体管布置的栅极电极结构（142）和所述晶体管布置的源极电极结构（140）之间的二极管结构（130），其中，绝缘层（104）垂直地在所述半导体器件的所述二极管结构（130）和半导体衬底（102）的正侧表面之间定位，其中，所述二极管结构（130）包括至少一个二极管pn结（138），其中，衬底pn结（115）在屏蔽掺杂区域（110）和边缘掺杂部分（120）之间从所述半导体衬底（102）的所述正侧表面延伸到所述半导体衬底（102）中，所述边缘掺杂部分（120）在所述半导体衬底（102）内与所述屏蔽掺杂区域（110）相邻定位，其中，所述衬底pn结（115）在所述半导体衬底（102）的正侧表面处横向地在所述二极管pn结（138）和所述二极管结构（130）与所述源极电极结构（140）的源极接触区域（134）之间定位。

【技术特征摘要】
2016.09.29 DE 102016118499.31.一种半导体器件（100、400），包括：晶体管布置；以及耦合在所述晶体管布置的栅极电极结构（142）和所述晶体管布置的源极电极结构（140）之间的二极管结构（130），其中，绝缘层（104）垂直地在所述半导体器件的所述二极管结构（130）和半导体衬底（102）的正侧表面之间定位，其中，所述二极管结构（130）包括至少一个二极管pn结（138），其中，衬底pn结（115）在屏蔽掺杂区域（110）和边缘掺杂部分（120）之间从所述半导体衬底（102）的所述正侧表面延伸到所述半导体衬底（102）中，所述边缘掺杂部分（120）在所述半导体衬底（102）内与所述屏蔽掺杂区域（110）相邻定位，其中，所述衬底pn结（115）在所述半导体衬底（102）的正侧表面处横向地在所述二极管pn结（138）和所述二极管结构（130）与所述源极电极结构（140）的源极接触区域（134）之间定位。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述屏蔽掺杂区域（110）在所述半导体衬底（102）的正侧表面处至少从所述衬底pn结（115）横向延伸到所述二极管结构（130）的源极接触区域（134）。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，所述二极管结构（130）包括横向地在所述二极管结构（130）的二极管pn结（138）和源极接触区域（134）之间定位的第一导电类型的第一二极管掺杂区域，并且包括横向地在所述二极管pn结（138）和所述二极管结构（130）与所述栅极电极结构（142）的栅极接触区域（136）之间定位的第一导电类型的第二二极管掺杂区域。4.根据在先权利要求中一项所述的半导体器件，其中，所述屏蔽掺杂区域（110）包括垂直地在所述边缘掺杂部分（120）下方定位的掩埋部分。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，在所述半导体衬底（102）的正侧表面和所述屏蔽掺杂区域（110）的掩埋部分之间的所述边缘掺杂部分（120）的最大垂直延伸小于10μm。6.根据权利要求4或5所述的半导体器件，其中，所述屏蔽掺杂区域（110）的所述掩埋部分至少包括具有在所述晶体管布置的阻断模式下向所述晶体管布置施加最大工作电压期间可耗尽的掺杂的一部分。7.根据在先权利要求中一项所述的半导体器件，其中，所述半导体衬底（102）的公共掺杂区域包括所述边缘掺杂部分（120）和所述晶体管布置的漂移区域。8.根据在先权利要求中一项所述的半导体器件，其中，所述屏蔽掺杂区域（110）包括不可耗尽的掺杂部分，其中，所述不可耗尽的掺杂部分包括在所述晶体管布置的阻断模式期间不可被施加到所述晶体管布置的电压耗尽的掺杂，其中，所述不可耗尽的掺杂部分在所述半导体衬底的正侧表面处从所述晶体管布置的单元区域横向延伸到距所述衬底pn结（115）小于500nm的距离。9.一种半导体器件（600、700），包括：晶体管布置；以及耦合在所述晶体管布置的栅极电极结构（142）和所述晶体管布置的源极电极结构（140）之间的二极管结构（130），其中，绝缘层（104）垂直地在所述半导体器件的所述二极管结构（130）和半导体衬底（102）的正侧表面之间定位，其中，所述二极管结构（130）包括至少一个二极管pn结（138），其中，在所述半导体衬底（102）的屏蔽掺杂区域的不可耗尽的掺杂部分（610）与所述屏蔽掺杂区域的可耗尽的掺杂部分（620）之间的耗尽边界（615）在所述晶体管布置的阻断模式期间从所述半导体衬底（102）的正侧表面延伸到所述半导体衬底（102）中，其中，所述不可耗尽的掺杂部分（610）包括在所述阻断模式期间不可被施加到所述半导体器件的电压耗尽的掺杂，其中，所述可耗尽的掺杂部分（620）包括在所述阻断模式期间可被施加到所述半导体器件的电压耗尽的掺杂，其中，所述耗尽边界（615）在所述半导体衬底（102）的正侧表面处横向地在所述二极管pn结（138）和所述二极管结构（130）与所述源极电极结构（140）的源极接...

【专利技术属性】
技术研发人员：F希尔勒，A马穆德，Y吕埃，E贝西诺巴斯克斯，J魏尔斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技德累斯顿有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE