晶体管器件制造技术

提供一种晶体管器件，其包括半导体基板，所述半导体基板具有第一主表面、单元场和横向围绕单元场的边缘终止区。单元场包括多个细长沟槽和细长台面，所述多个细长沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中，并且基本上彼此平行地定位，使得一个或多个内细长沟槽设置在两个最外细长沟槽之间，每个细长台面形成在相邻细长沟槽之间。细长台面包括漂移区、在该漂移区上的本体区和在该本体区上的源极区。在俯视图中，最外细长沟槽中的一个或两个具有与一个或多个内细长沟槽不同的轮廓。多个内细长沟槽不同的轮廓。多个内细长沟槽不同的轮廓。

【技术实现步骤摘要】
晶体管器件

技术介绍

[0001]用于功率电子应用的晶体管器件通常用硅（Si）半导体材料制造。用于功率应用的常见晶体管器件包括Si CoolMOS
®
、Si功率MOSFET和Si绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
[0002]用于功率应用的晶体管器件可以基于电荷补偿原理，并且可以包括有源单元场，该有源单元场包括多个沟槽，每个沟槽包括用于电荷补偿的场板。在一些设计中，沟槽和形成在相邻沟槽之间的台面各自具有细长条形结构。
[0003]典型地，晶体管器件的有源单元场被边缘终止结构横向包围，该边缘终止结构用于避免半导体器件由于边缘效应的击穿，并改进器件的性能。US 2017/0263718A1公开了一种围绕高压MOSFET以减小峰值横向电场的边缘终止结构。该边缘终止结构包括外接高压MOSFET的环形沟槽和环形台面的序列，由此环形沟槽中的每一个通过环形半导体台面之一与其他环形沟槽横向分开。
[0004]然而，进一步的改进将是期望的，以进一步改进包括MOSFET器件的晶体管器件的性能，以实现良好的导通状态电阻（RDS（on））和更高的击穿电压。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术，提供了一种晶体管器件，其包括半导体基板，所述半导体基板具有第一主表面的、单元场、和横向围绕单元场的边缘终止区。单元场包括多个细长沟槽，所述多个细长沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中并且基本上彼此平行地定位，使得一个或多个内细长沟槽设置在两个最外细长沟槽之间。单元场还包括细长台面，每个细长台面形成在相邻的细长沟槽之间。细长台面包括漂移区、在该漂移区上的本体区、和在该本体区上的源极区。在俯视图中，最外细长沟槽中的一个或两个具有与一个或多个内细长沟槽不同的轮廓。
[0006]在一些实施例中，最外沟槽中的一个或两个具有面向边缘终止区的外角和面向内细长沟槽的内角。内沟槽具有第一和第二拐角。在一些实施例中，最外细长沟槽的外角具有与一个或多个内细长沟槽的第一和第二拐角不同的轮廓。
[0007]在一些实施例中，最外沟槽中的一个或两个相对于对称线是不对称的，所述对称线沿着最外沟槽的长度的中线延伸。
[0008]最外沟槽各自具有两个端部，每个端部具有面向边缘终止区的外角和面向内细长沟槽的内角。两个外角可以具有与内角不同的轮廓，和/或具有与一个或多个内细长沟槽的第一和第二拐角不同的轮廓。
[0009]在一些实施例中，边缘终止区包括边缘沟槽，该边缘沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中并且横向围绕单元场。边缘沟槽包括纵向沟槽部分和在纵向沟槽部分之间延伸的横向沟槽部分，使得在纵向沟槽部分中的一个的内侧壁与横向沟槽部分中的一个的内侧壁之间的每个交叉处形成内沟槽角。在边缘沟槽和单元场之间形成边缘台面。边缘台面还围绕单元场和多个细长沟槽。
[0010]在一些实施例中，边缘沟槽包括两个纵向沟槽部分和两个横向沟槽部分，两个横
向沟槽部分在纵向沟槽部分之间延伸，使得在纵向沟槽部分的内侧壁和横向沟槽部分的内侧壁之间的每个交叉处形成内沟槽角。在该实施例中，边缘沟槽在平面图中基本上是矩形或正方形。在其他实施例中，边缘沟槽可以包括多于两个纵向部分和多于两个横向部分，例如以便在平面图中具有凹陷，使得边缘沟槽围绕位于半导体基板的拐角中的栅极焊盘的两侧横向延伸，或者围绕位于半导体基板的长度中间的栅极焊盘的三侧横向延伸。更广泛地讲，边缘沟槽和边缘台面都具有横向连续不间断的形式，并且连续且不间断地横向围绕单元场和多个细长沟槽。边缘沟槽的横向形式可以与单元场的横向轮廓基本上同心。
[0011]在一些实施例中，边缘沟槽的内沟槽角具有大于在纵向沟槽部分与最外细长沟槽的纵向侧壁之间测量的边缘台面的宽度W的曲率半径R，和/或边缘沟槽的内沟槽角具有大于细长台面的宽度W
m
的曲率半径R。
[0012]在一些实施例中，边缘沟槽的内沟槽角具有曲率半径R，其比边缘台面的宽度W大至少10%，并且因此大于因工艺变化而导致的任何差。
[0013]在一个替选实施例中，提供了一种晶体管器件，其包括半导体基板，所述半导体基板具有第一主表面、单元场、和横向围绕单元场的边缘终止区。单元场包括多个细长沟槽，所述多个细长沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中并且基本上彼此平行地定位，使得一个或多个内细长沟槽设置在两个最外细长沟槽之间。单元场还包括细长台面，每个台面形成在相邻的细长沟槽之间。细长台面包括漂移区、在该漂移区上的本体区、和在该本体区上的源极区。边缘终止区包括边缘沟槽，该边缘沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中并且围绕单元场，其中，边缘沟槽包括纵向沟槽部分和横向沟槽部分，横向沟槽部分在纵向沟槽部分之间延伸，使得在纵向沟槽部分的内侧壁和横向沟槽部分的内侧壁之间的每个交叉处形成内沟槽角。边缘沟槽的内沟槽角具有曲率半径R，并且在边缘沟槽和单元场之间形成边缘台面。最外细长沟槽中的一个或两个具有面向边缘终止区的外角和面向内细长沟槽的内角。在边缘沟槽的内角和最外细长沟槽的外角之间测量的边缘台面的宽度W1与在纵向沟槽部分与最外细长沟槽的纵向侧壁之间测量的边缘台面的宽度W之间的差小于10%。
[0014]在本实施例的另一实施方式中，在俯视图中，最外细长沟槽中的一个或两个具有与内细长沟槽不同的轮廓。
[0015]在本实施例的另一实施方式中，边缘终止区包括边缘沟槽，该边缘沟槽从第一主表面延伸到半导体基板中并且横向围绕单元场。边缘沟槽包括纵向沟槽部分和横向沟槽部分，横向沟槽部分在纵向沟槽部分之间延伸，使得在纵向沟槽部分中的一个的内侧壁与横向沟槽部分中的一个的内侧壁之间的每个交叉处形成内沟槽角。在边缘沟槽和单元场之间形成边缘台面。边缘台面也围绕单元场和多个细长沟槽。
[0016]在一些实施例中，边缘沟槽包括两个纵向沟槽部分和两个横向沟槽部分，两个横向沟槽部分在纵向沟槽部分之间延伸，使得在纵向沟槽部分的内侧壁和横向沟槽部分的内侧壁之间的每个交叉处形成内沟槽角。在该实施例中，边缘沟槽在平面图中基本上是矩形或正方形。在其他实施例中，边缘沟槽包括多于两个纵向部分和多于两个横向部分，例如以便在平面图中具有凹陷，使得边缘沟槽围绕位于半导体基板的拐角中的栅极焊盘的两侧横向延伸，，或者围绕位于半导体基板的长度中间的栅极焊盘的三侧横向延伸。更广泛地，边缘沟槽和边缘台面都具有横向连续不间断的形式，并且连续且不间断地横向围绕单元场和多个细长沟槽。边缘沟槽的横向形式可以与单元场的横向轮廓基本上同心。
[0017]在一些实施例中，最外细长沟槽具有面向边缘终止区的外角和面向内细长沟槽的内角，其中，外角和内角具有不同的曲率半径。
[0018]在一些实施例中，曲率半径与由加工变化而产生的曲率半径相差至少10%和更大的量。
[0019]在一些实施例中，最外细长沟槽的外角具有大于内角的曲率半径R2的曲率半径R1。
[0020]在一些实施例中，曲率半径R1比R2大至少10%，并且与由加工变化而产生的相比相差更大的量。
[0021]在一些实施例中，在平面图中，内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管器件（10），包括：半导体基板（11），所述半导体基板具有第一主表面（12）、单元场（13）、和横向围绕所述单元场（13）的边缘终止区（14），其中，所述单元场（13）包括：多个细长沟槽（15），所述多个细长沟槽从所述第一主表面（12）延伸到所述半导体基板（11）中，并且基本上彼此平行地定位，使得一个或多个内细长沟槽（15'）设置在两个最外细长沟槽（15
″
）之间，细长台面（16），每个细长台面（16）形成在相邻的细长沟槽（15）之间，其中，所述细长台面包括漂移区（17）、在所述漂移区（17）上的本体区（18）、以及在所述本体区（18）上的源极区（19），其中，在俯视图中，所述最外细长沟槽（15
″
）中的一个或两个具有与所述一个或多个内细长沟槽（15'）不同的轮廓。2.根据权利要求1所述的晶体管器件（10），其中，所述边缘终止区（14）包括边缘沟槽（22），所述边缘沟槽从所述第一主表面（12）延伸到所述半导体基板（11）中并且横向围绕所述单元场（13），其中，所述边缘沟槽（22）包括纵向沟槽部分（23）和在所述纵向沟槽部分（23）之间延伸的横向沟槽部分（24），使得在所述纵向沟槽部分（23）的内侧壁（33）与所述横向沟槽部分（24）的内侧壁（33）之间的每个交叉处形成内沟槽角（35），其中，在所述边缘沟槽（22）与所述单元场（13）之间形成边缘台面（25），其中，所述边缘沟槽（22）的所述内沟槽角（35）具有大于在所述纵向沟槽部分（23）和所述最外细长沟槽（15
″
）的纵向侧壁（26）之间测量的所述边缘台面（25）的宽度W的曲率半径R，和/或其中，所述边缘沟槽（22）的所述内沟槽角（35）具有大于所述细长台面（16）的宽度W
m
的曲率半径R。3.一种晶体管器件（10），包括：半导体基板（11），所述半导体基板具有第一主表面（12）、单元场（13）、和横向围绕所述单元场（13）的边缘终止区（14），其中，所述单元场（13）包括：多个细长沟槽（15），所述多个细长沟槽从所述第一主表面（12）延伸到所述半导体基板（11）中，并且基本上彼此平行地定位，使得一个或多个内细长沟槽（15'）设置在两个最外细长沟槽（15
″
）之间；细长台面（16），每个细长台面（16）形成在相邻的细长沟槽（15）之间，其中，所述细长台面（16）包括漂移区（17）、在所述漂移区（17）上的本体区（18）、以及在所述本体区（18）上的源极区（19）；其中，所述边缘终止区（14）包括边缘沟槽（22），所述边缘沟槽从所述第一主表面（12）延伸到所述半导体基板（11）中并且横向围绕所述单元场（13），其中，所述边缘沟槽（22）包括纵向沟槽部分（23）和在所述纵向沟槽部分（23）之间延伸的横向沟槽部分（24），使得在所述纵向沟槽部分（23）的内侧壁（33）与所述横向沟槽部分（24）的内侧壁（33）之间的每个交叉处形成内沟槽角（35），其中，所述边缘沟槽（22）的所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
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：