晶体管器件制造技术

公开了一种晶体管器件，其包括：多个晶体管单元，每个晶体管单元包括在半导体主体的第一区中的第一掺杂类型的源极区、第二掺杂类型的主体区和第一掺杂类型的漂移区、以及通过栅极电介质与主体区介电绝缘的栅电极；栅极导体，其布置在半导体主体的第二区的顶部上并且电连接到多个晶体管单元的每一个的栅电极；源极导体，其布置在半导体主体的第一区的顶部上并且连接到多个晶体管单元中的每一个的源极区和主体区；以及第二掺杂类型的放电区，其布置在半导体主体中的第二区中并且至少部分地位于栅极导体下方。放电区包括至少一个较低剂量部分，其中掺杂剂量低于放电区的其他部分中的最小掺杂剂量，其中至少一个较低剂量部分与栅极导体的拐角相关联。

【技术实现步骤摘要】
晶体管器件
本公开总体涉及晶体管器件，特别是垂直场效应控制的晶体管器件。
技术介绍
垂直场效应控制的晶体管器件(例如垂直MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)被广泛地用作各种类型的电子电路(例如功率转换器)中的电子开关、用作各种类型的负载的驱动电路等。垂直晶体管器件包括在半导体主体的第一区(有源区)中的多个晶体管单元。每个晶体管单元包括第一掺杂类型(导电类型)的源极区、与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的主体区、第一掺杂类型的漂移区以及第一掺杂类型的漏极区，其中每个晶体管单元的源极区和漏极区在半导体主体的垂直方向上彼此间隔开。此外，每个晶体管包括通过栅极电介质与主体区介电绝缘的栅电极。所述晶体管器件可以实施为超结晶体管器件。在这种情况下，每个晶体管单元还包括与漂移区相邻的第二掺杂类型的补偿区。晶体管单元的栅电极电连接到栅极导体，其中栅极导体可以布置在半导体主体的第二区(非有源区)的顶部上。源极区和主体区可以连接至形成在半导体主体的第一区的顶部上的源极导体。第二区没有晶体管单元。更具体地，第二区没有主体区和源极区，但是可以包括一个或多个漂移区以及可选的补偿区。此外，晶体管单元的漏极区可以由形成在半导体主体的第一区和第二区中的一个半导体区来形成。场效应控制的晶体管器件可以以三种不同的操作模式之一进行操作，即，第一栅极控制的操作模式、第二栅极控制的操作模式以及二极管模式。在栅极控制的操作模式下，漏极区和源极导体之间的电压的极性使得在主体区和漂移区之间形成的pn结被反向偏置。(a)在第一栅极控制的操作模式下，栅极导体和源极导体之间的电压使得导电沟道形成在晶体管单元的主体区中，以使晶体管器件处于栅极控制的导通状态。(b)在第二栅极控制的操作模式下，栅极导体和源极导体之间的电压使得晶体管单元的主体区中的导电沟道被中断，以使晶体管器件处于截止状态。(c)在二极管模式下，与栅极控制的操作模式相比，漏极区和源极导体之间的电压的极性是相反的，并且因此，使得主体区和漂移区之间的pn结被正向偏置。晶体管器件在该操作模式下处于双极性导电状态。在双极性导电状态下，漏极区向漂移区中注入第一导电类型的电荷载流子，并且主体区(以及可选的补偿区)向漂移区中注入第二导电类型的电荷载流子，其中这些电荷载流子在半导体主体的有源区以及非有源区中形成电荷载流子等离子体。当晶体管器件从双极性导电状态改变为截止状态时，在晶体管能够阻挡漏极区和源极区之间的电压之前，这些电荷载流子必须被去除。在从双极性导电状态到截止状态的瞬态阶段中，在有源区以及非有源区中的第一导电类型的电荷载流子流向漏极区。在有源区中，第二导电类型的电荷载流子流向主体区。参考上述，非有源区没有主体区。因此，在非有源区中，第二导电类型电荷载流子倾向于流向半导体主体的表面，并且从半导体主体的表面沿半导体主体的横向方向流向有源区。需要设计晶体管器件，使得当晶体管器件从双极性导电状态改变为截止状态时，以快速的并且有效的方式将这些第二导电类型电荷载流子从非有源区中去除。
技术实现思路
一个示例涉及一种晶体管器件。所述晶体管器件包括：多个晶体管单元，每个晶体管单元包括半导体主体的第一区中的第一掺杂类型的源极区、第二掺杂类型的主体区和第一掺杂类型的漂移区、以及通过栅极电介质与主体区介电绝缘的栅电极；栅极导体，其布置在半导体主体的第二区的顶部上并且电连接到多个晶体管单元中的每一个的栅电极；源极导体，其布置在半导体主体的第一区的顶部上并且连接到多个晶体管单元中的每一个的源极区和主体区；以及第二掺杂类型的放电区，其布置在半导体主体中的第二区中并且至少部分地位于栅极导体下方。所述放电区包括至少一个较低剂量部分，其中掺杂剂量低于放电区的其他部分中的最小掺杂剂量，其中，至少一个较低剂量部分与栅极导体的拐角相关联。附图说明下面参考附图解释示例。附图用于示出某些原理，以便仅示出理解这些原理所必需的方面。附图未按比例进行绘制。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。图1示意性地示出了包括源极导体下方的有源区和栅极导体下方的非有源区的垂直晶体管器件的俯视图；图2示出了图1中所示的晶体管器件的变型；图3A和图3B示出了图1和图2中所示的晶体管器件之一在不同位置的垂直截面图；图3C示出了图3A和图3B的细节；图4A示出了图3A和图3B所示的晶体管器件的一部分在第一截平面中的水平截面图的一个示例；图4B示出了图3A和图3B所示的晶体管器件的一部分在第二截平面中的水平截面图；图4C示出了图4B所示的示例的变型；图5示出了图1和图2所示的晶体管器件之一在另一位置的垂直截面图；图6A和图6B示出了布置在栅极导体下方的放电区的一个示例；图7示出了放电区的另一示例；并且图8A和图8B示出了放电区的掺杂分布的垂直截面图和一个示例。具体实施方式在下面的详细描述中，对附图进行了参考。附图形成了说明书的一部分，并且出于说明的目的示出了可以如何使用和实施本专利技术的示例。应当理解的是，除非另外特别地指出，否则本文所述的各种实施例的特征可以彼此组合。图1示出了根据一个示例的垂直晶体管器件的俯视图。更具体地说，图1示出了半导体主体100的俯视图，垂直晶体管器件的有源器件区集成在半导体主体100中。参考图1，晶体管器件包括源极导体31和栅极导体20。源极导体31和栅极导体20中的每一个布置在半导体主体100的第一表面的顶部上，其中源极导体31布置在半导体主体100的第一区之上，并且栅极导体20布置在半导体主体100的第二区之上。在下文中，第一区也称为半导体主体100的有源区，并且第二区也称为半导体主体100的非有源区。在下面进一步详细解释有源区和非有源区的细节。栅极导体20与源极导体31电绝缘并且在半导体主体100的横向方向上与源极导体31间隔开。“横向方向”是与第一表面平行的方向，在该第一表面的顶部上布置了源极导体31和栅极导体20。参考图1，栅极导体20包括栅极焊盘部分21和栅极环部分22。栅极环部分22邻接栅极焊盘部分21，并且根据一个示例，栅极环部分22围绕源极导体31。源极导体31和栅极导体20包括诸如铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)等的导电材料。可选地，晶体管器件还包括场环41(在图1中以虚线示出)。该场环布置在半导体主体100的第一表面的顶部上，并且位于半导体主体100的边缘表面102和栅极导体20之间。场环41可以完全地围绕具有栅极导体20和源极导体31的装置。半导体主体100可以布置(封装)在诸如模制化合物的集成电路封装件中。然而，这种封装件未在图1中示出。此外，源极导体31可以通过键合线、扁平导体等连接到从封装件突出的一个或多个端子。等效地，栅极导体20可以连接到从封装件突出的一个或多个端子。然而，这种端子以及端子与源极导体31和栅极导体20之间的连接未在图1中示出。在图1所示的示例中，半导体主体100基本上为矩形，并且栅极导体20的栅极焊盘部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体管器件，包括：/n多个晶体管单元(10)，所述多个晶体管单元(10)中的每一个包括在半导体主体(100)的第一区(110)中的第一掺杂类型的源极区(14)、第二掺杂类型的主体区(13)和第一掺杂类型的漂移区(11)、以及通过栅极电介质(16)与所述主体区(13)介电绝缘的栅电极(15)；/n栅极导体(20)，其布置在所述半导体主体(100)的第二区(120)的顶部上并且电连接到所述多个晶体管单元(10)中的每一个的所述栅电极(15)；/n源极导体(31)，其布置在所述半导体主体(100)的所述第一区(110)的顶部上并且连接到所述多个晶体管单元(10)中的每一个的所述源极区(14)和所述主体区(13)；/n所述第二掺杂类型的放电区(50)，其布置在所述半导体主体(100)中的所述第二区(120)中并且至少部分地位于所述栅极导体下方，/n其中，所述放电区(50)包括至少一个较低剂量部分(53

【技术特征摘要】
20190325 EP 19164882.31.一种晶体管器件，包括：
多个晶体管单元(10)，所述多个晶体管单元(10)中的每一个包括在半导体主体(100)的第一区(110)中的第一掺杂类型的源极区(14)、第二掺杂类型的主体区(13)和第一掺杂类型的漂移区(11)、以及通过栅极电介质(16)与所述主体区(13)介电绝缘的栅电极(15)；
栅极导体(20)，其布置在所述半导体主体(100)的第二区(120)的顶部上并且电连接到所述多个晶体管单元(10)中的每一个的所述栅电极(15)；
源极导体(31)，其布置在所述半导体主体(100)的所述第一区(110)的顶部上并且连接到所述多个晶体管单元(10)中的每一个的所述源极区(14)和所述主体区(13)；
所述第二掺杂类型的放电区(50)，其布置在所述半导体主体(100)中的所述第二区(120)中并且至少部分地位于所述栅极导体下方，
其中，所述放电区(50)包括至少一个较低剂量部分(531、532)，在所述部分中掺杂剂量低于所述放电区(50)的其他部分中的最小掺杂剂量，并且
其中，所述至少一个较低剂量部分(53)与所述栅极导体(20)的拐角(211、212)相关联。


2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中，所述至少一个较低剂量部分(531、532、533、534)与所述栅极导体(20)的拐角(211、212)相关联包括：所述拐角(211、212)的顶点与所述至少一个较低剂量部分(531、532)之间的最短距离小于150微米。


3.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中，所述至少一个较低剂量部分(531、532、533、534)与所述栅极导体(20)的拐角(211、212)相关联包括：形成相应的拐角(211、212)的两侧的延伸部分的交点(S1)与所述至少一个较低剂量部分(531、532)之间的最短距离小于150微米。


4.根据前述任一权利要求所述的晶体管器件，
其中，所述栅极导体(20)包括栅极焊盘部分(21)和栅极环部分(22)，
其中，所述栅极环部分(22)相邻于所述栅极焊盘部分(21)，并且
其中，所述栅极导体(20)的所述拐角(...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·凯因德尔，G·美佐西，E·维西诺瓦斯克斯，
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