【技术实现步骤摘要】
具有完全耗尽的沟道区的功率半导体晶体管
本说明书涉及一种功率半导体晶体管的实施例以及涉及一种加工功率半导体晶体管的方法的实施例。特别地，本说明书涉及一种具有完全耗尽的沟道区的功率半导体晶体管（例如，IGBT）的实施例以及涉及对应的加工方法。
技术介绍
汽车、消费者和工业应用中的现代器件的许多功能（诸如，转换电能和驱动电动机或电机）依赖于半导体器件。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（举几个例子）已经被用于各种应用，这些应用包括但不限于电源和功率转换器中的开关。例如，这样的功率半导体晶体管包括多个MOS控制头，其中每一个控制头可以具有至少一个沟槽栅电极以及与所述至少一个沟槽栅电极邻近布置的源区和沟道区。为了将晶体管设定到导通状态（在该导通状态期间，可以传导正向方向上的负载电流）中，可以给栅电极提供具有处于第一范围内的电压的控制信号，以在沟道区内引起反型沟道。为了将晶体管设定到阻塞状态（在该阻塞状态期间，可以阻塞正向电压并且避免正向方向上的负载电流的流动）中，可以给...
【技术保护点】
1.功率半导体晶体管，包括：/n耦合到负载端子的半导体主体；/n半导体主体中的第一导电类型的漂移区；/n沟槽，沿垂直方向延伸到半导体主体中并且具有第一沟槽侧壁和第二沟槽侧壁以及沟槽底部；/n沟槽中的电极，与半导体主体电绝缘；/n第一导电类型的源极区，横向邻近第一沟槽侧壁并且电连接到负载端子；/n第二导电类型的半导体沟道区，横向邻近第一沟槽侧壁并且将源极区与漂移区分离；和/n电连接到负载端子的引导区域，/n其中，引导区域包括第二导电类型的条区段，该条区段在垂直方向上沿第二沟槽侧壁或沿另一沟槽的侧壁延伸到半导体主体中比沟槽底部更深的深度，/n其中，引导区域包括第二导电类型的平稳...
【技术特征摘要】
20151022 DE 102015117994.61.功率半导体晶体管，包括：
耦合到负载端子的半导体主体；
半导体主体中的第一导电类型的漂移区；
沟槽，沿垂直方向延伸到半导体主体中并且具有第一沟槽侧壁和第二沟槽侧壁以及沟槽底部；
沟槽中的电极，与半导体主体电绝缘；
第一导电类型的源极区，横向邻近第一沟槽侧壁并且电连接到负载端子；
第二导电类型的半导体沟道区，横向邻近第一沟槽侧壁并且将源极区与漂移区分离；和
电连接到负载端子的引导区域，
其中，引导区域包括第二导电类型的条区段，该条区段在垂直方向上沿第二沟槽侧壁或沿另一沟槽的侧壁延伸到半导体主体中比沟槽底部更深的深度，
其中，引导区域包括第二导电类型的平稳区段，该平稳区段与条区段邻接并且在沟槽底部下方朝向半导体沟道区延伸，
其中，平稳区段在半导体沟道区下方具有至少一个开口，
其中，功率半导体晶体管没有与引导区域接触的源极区，使得引导区域不提供正向方向上的电流路径。
2.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段具有在所述半导体沟道区下方对准的多个开口。
3.根据权利要求2所述的功率半导体晶体管，其中，所述多个开口在空间上彼此移位，使得在所述半导体沟道区下方存在被所述平稳区段覆盖的区域。
4.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段的所述至少一个开口由所述漂移区填充。
5.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，除了所述至少一个开口之外，所述平稳区段的掺杂剂浓度沿第一和第二横切横向方向中的每个基本恒定。
6.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段具有对准在所述半导体沟道区下方的单个开口，使得所述平稳区段在所述半导体沟道区下方被完全中断。
7.根据权利要求6所述的功率半导体晶体管，其中，在所述半导体沟道区下方的、所述平稳区段中的中断被所述漂移区填充。
8.根据权利要求6所述的功率半导体晶体管，其中，在所述半导体沟道区下方的、所述平稳区段中的中断具有在第一横向方向上超过所述平稳区段上方的所述源极区的宽度的宽度。
9.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，在所述半导体沟道区下方，所述平稳区段具有：一个或多个开口，所述开口被所述漂移区覆盖；以及，一个或多个区域，与所述平稳区段的其余部分相比具有局部降低的掺杂剂浓度。
10.根据权利要求9所述的功率半导体晶体管，其中，具有局部降低的掺杂剂浓度的所述一个或多个区域的掺杂剂浓度小于所述平稳区段的其余部分的掺杂剂浓度的50％。
11.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，当在所述半导体沟道区下方穿过时，所述平稳区段具有沿第一横向方向的基本恒定的掺杂剂浓度。
12.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段的所述至少一个开口与所述半导体沟道区横向对准。
13.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段的所述至少一个开口在至少第一横向方向上具有与所述半导体沟道区相同的宽度。
14.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段的所述至少一个开口在第一和第二横切横向方向上具有与所述半导体沟道区相同的宽度。
15.根据权利要求14所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段的所述至少一个开口在所述第一横向方向上的宽度不同于所述平稳区段的所述至少一个开口在所述第二横向方向上的宽度。
16.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述引导区域被配置为将所述负载端子的电位引导到所述平稳区段的横向末端和所述平稳区段的垂直末端。
17.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，在所述沟槽底部下方，所述沟槽和所述引导区域具有共同的横向延伸范围，所述共同的横向延伸范围为所述沟槽底部沿第一横向方向的总延伸的至少75％。
18.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段在垂直方向上与所述沟槽底部间隔开。
19.根据权利要求1所述的功率半导体晶体管，其中，所述平稳区段具有在所述半导体沟道区下方在所述半导体沟道区的宽度方向上对准的多个开口。
20.功率半导体晶体管，包括：
耦合到第一负载端子的半导体主体；
半导体漂移区，在半导体主体中并且具有第一导电类型的掺杂剂；
第一沟槽，沿垂直方向延伸到半导体主体中，第一沟槽包括第一控制电极，该第一控制电极通过第一绝缘体与半导体主体电绝缘，该第一沟槽由两个第一沟槽侧壁横向限制并且由第一沟槽底部垂直限制；
第二沟槽，沿垂直方向延伸到半导体主体中，第二沟槽由两个第二沟槽侧壁横向限定并且由第二沟槽底部垂直限定；
台面区，布置在第一和第二沟槽之间，并且包括横向邻近第一沟槽侧壁之一并电连接到第一负载端子的第一源极区以及横向邻近与第一源极区相同的第一沟槽侧壁的第一半导体沟道区，第一半导体沟道区具有第二导电类型的掺杂剂并将第一源极区与漂移区隔离；
第二导电类型的连续平稳区的一部分，布置在半导体漂移区中，并且在第一沟槽底部和第二沟槽底部下方并且在第一半导体沟道区和第一源极区下方延伸，
其中，所述连续平稳区具有在第一半导体沟道区的宽度方向上在第一半导体沟道区下方对准的多个开口。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述功率半导体晶体管没有与所述连续平稳区接触的源极区，使得所述连续平稳区不提供正向方向上的电流路径。
22.一种制造功率半导体晶体管的方法，所述方法包括：
将半导体主体耦合到负载端子；
在半导体主体中形成第一导电类型的漂移区；
形成沿垂直方向延伸到半导体主体中并且具有第一和第二沟槽侧壁以及沟槽底部的沟槽；
形成在沟槽中并与半导体主体电绝缘的电极；
形成横向邻近第一沟槽侧壁并电连接至负载端子的第一导电类型的源极区；
形成横向邻近第一沟槽侧壁并将源极区与漂移区分离的第二导电类型的半导体沟道区；和
形成电连接到负载端子的引导区域，
其中形成引导区域包括：
形成第二导电类型的条区段，该条区段沿第二沟槽侧壁或沿另一沟槽的侧壁在垂直方向上延伸到半导体主体中比沟槽底部更深的深度；和
形成第二导电类型的平稳区段，该平稳区段与条区段邻接并在沟槽底部下方朝向半导体沟道区延伸，该平稳区段具有在半导体沟道区的宽度方向上在半导体沟道区下方对准的多个开口。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述功率半导体晶体管没有与所述引导区域接触的源极区，使得所述引导区域不提供正向方向上的电流路径。
24.功率半导体晶体管，包括：
耦合到第一负载端子的半导体主体；
半导体漂移区，在半导体主体中并具有第一导电类型的掺杂剂；
第一沟槽，沿垂直方向延伸到半导体主体中，第一沟槽包括通过绝缘体与半导体主体电绝缘的控制电极；
第二沟槽，沿垂直方向延伸半导体主体中；
台面区，布置在第一和第二沟槽之间，并且包括电连接到第一负载端子的源极区以及将源极区与半导体漂移区分离的半导体沟道区；和
第二导电类型的连续平稳区的一部分，布置在半导体漂移区中，并且在第一沟槽和第二沟槽下方并且在半导体沟道区和源极区下方延伸，该连续平稳区具有在半导体沟道区的宽度方向上在半导体沟道区下方对准的多个开口。
25.根据权利要求24所述的功率半导体晶体管，其中，所述第一沟槽和所述第二沟槽形成为平行的条纹形沟槽，并且其中，所述连续平稳区中的所述多个开口在所述半导体沟道区的下方在平行的条纹形沟槽的纵向延伸方向上对准。
26.根据权利要求24所述的功率半导体晶体管，其中，所述第一负载端子被布置在所述半导体主体的前侧上，并且包括与所述源极区接触的第一金属化层。
27.根据权利要求24所述的功率半导体晶体管，还包括：
电连接到第一负载端子的引导区域，
其中，引导区域包括第二导电类型的条区段，该条区段在第一沟槽或第二沟槽的与台面区相反的一侧上沿第一沟槽或第二沟槽的侧壁延伸，
其中，引导区域包括连续平稳区，该连续平稳区邻接条区段并且在第一沟槽或第二沟槽的底部下方朝向半导体沟道区延伸。
28.根据权利要求27所述的功率半导体晶体管，其中，所述功率半导体晶体管没有与所述引导区域接触的源极区，使得所述引导区域不提供正向方向上的电流路径。
29.根据权利要求27所述的功率半导体晶体管，其中，在所述连续平稳区中的所述多个开口在空间上彼此移位，使得在所述半导体沟道区下方存在被所述连续平稳区覆盖的区域。
30.根据权利要求27所述的功率半导体晶体管，其中，所述引导区域被配置为将所述第一负载端子的电位引导到所述连续平稳区的横向末端和所述连续平稳区的垂直末端。
31.根据权利要求27所述的功率半导体晶体管，其中，在所述第一沟槽或...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·毛德，FJ·尼德诺施泰德，C·P·桑多，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。