【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、可以利用硅(si)半导体材料制造在功率电子应用中使用的晶体管。针对功率应用的常用晶体管器件包括si功率mosfet，诸如si和si绝缘栅双极晶体管(igbt)。
2、还可以使用包括有机半导体的其他半导体材料来形成晶体管器件。us 2006/0223218 a1公开了具有有机半导体的横向场效应晶体管，特别地，包括具有互连结构的多个场效应晶体管的器件。晶体管是在顶栅结构中提供的，并且有机半导体层和介电层被结构化和图案化在一起。可以从不与场效应晶体管相关联或不与第一和第二导电层的交叉导体相关联的区域移除半导体层和介电层。有机半导体材料可以由例如并五苯形成。例如，可以在显示器中使用有机晶体管器件。
3、期望提供适于在更宽范围的应用中使用的有机晶体管器件。
技术实现思路
1、在示例性实施例中，一种晶体管器件包括：支撑层，具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；源极接触部，被布置在所述支撑层的第一主表面上；漏极接触部，被布置在所述支撑层的第二主表面上；以及栅电极。所述栅电极被布置在所述支撑层的第一主表面中形成的第一沟槽中，所述第一沟槽具有基底和侧壁，所述侧壁从所述基底延伸到所述第一主表面。所述漏极接触部被布置在所述第一沟槽的基底下方。所述晶体管器件进一步包括在所述源极接触部与所述漏极接触部之间形成的具有栅极控制电导率的区。所述具有栅极控制电导率的区是在有机半导体层中形成的。
2、晶体管器件可以被视为具有基于沟槽的晶体管结构且还具有垂
3、晶体管器件可以包括：多个晶体管单元格，其并联电连接，使得可以切换高电流电平。每个晶体管单元格包括在第一沟槽中布置的源极接触部、漏极接触部和栅电极。可以在第二主表面上提供对这些晶体管单元格来说公共的单个漏极接触部。可以在第一主表面上提供对这些晶体管晶格来说公共的单个源极接触部，或者可以在第一主表面上提供针对每个晶体管单元格的一个源极接触部或针对两个邻接晶体管单元格的一个源极接触部。在包括两个或更多个源极接触部的布置中，这些可以通过在第一主表面上布置的源极总线电连接在一起。
4、第一沟槽包括：侧壁，其从基底延伸到支撑层的第一主表面。沟槽的基底可以是圆形的或基本上平面的，且在第一主表面处具有与沟槽的开口的面积基本相同的面积，例如，基底的面积与开口的面积之差可以处于±10％内。侧壁可以与第一主表面基本垂直地延伸。漏极接触部被布置在第一沟槽的基底下方且可以在第一沟槽的整个宽度下方延伸。漏极接触部可以在支撑层的整个第二主表面上方延伸。
5、有机半导体层可以包括共轭聚合物或小分子有机半导体。在一些实施例中，所述有机半导体包括并五苯、聚(3-己基噻吩)(p3ht)、聚(3-烷基噻吩)(p3at)、聚(3-辛基噻吩)(p3ot)或聚乙烯烯基(pvp)。有机半导体层可以具有第一导电类型，例如p型。
6、在一些实施例中，所述支撑层由介电材料形成，并且所述有机半导体层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上。例如，介电材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或pvc(聚氯乙烯)。有机半导体层可以具有内衬于第一沟槽的衬里的形式。在第一沟槽的基底和侧壁上布置的有机半导体层上布置栅极介电层。栅电极被布置在栅极介电层上。栅电极可以填充第一沟槽的剩余部分。栅极介电层使在第一沟槽中布置的栅电极与有机半导体层电绝缘。
7、在一些实施例中，所述晶体管器件进一步包括：源极层，其被布置在所述源极接触部上；以及漏极层，其被布置在所述漏极接触部上。源极接触部可以在支撑层的整个第一主表面上方延伸，且具有层的形式。漏极接触部可以在支撑层的整个第二主表面上方延伸，且具有层的形式。
8、在一些实施例中，提供彼此分离的多个条状源极层。在一些实施例中，提供彼此分离的多个条状源极接触部，并且在每个条状源极接触部上布置一个分离的条状源极层。条形源极接触部和源极层可以彼此基本平行地延伸。
9、源极层和漏极层是导电的且可以包括金属或合金。源极层可以被称作源极功率层，并且漏极层可以被称作漏极功率层。源极层可以具有比源极接触部的厚度大的厚度，例如，可以是至少两倍厚。漏极层可以具有比漏极接触部的厚度大的厚度，例如，可以是至少两倍厚。
10、源极接触部和漏极接触部是导电的，且可以由例如一个或多个金属形成，和/或可以包括不同成分的两个或更多个子层。
11、在一些实施例中，在所述第一主表面上布置的源极接触部被定位为邻近于所述第一沟槽的侧壁，且形成所述第一沟槽的侧壁的一部分。源极接触部可以具有在第一主表面上方横向延伸的层的形式，并且第一沟槽延伸通过源极接触部到支撑层中。
12、在一些实施例中，所述有机半导体层在所述源极接触部的在所述支撑层的第一主表面上布置的部分上方进一步延伸。栅极介电层在源极接触部上布置的有机半导体层上方延伸。在该实施例中，所述有机半导体层和所述栅极介电层不仅内衬于所述第一沟槽的基底和侧壁，而且邻近于所述第一沟槽横向延伸，且到所述支撑层的第一主表面上。
13、在其中所述晶体管器件进一步包括在所述源极接触部上布置的源极层的实施例中，所述源极层位于所述源极接触部与所述有机半导体层之间，所述有机半导体层横向邻近于所述第一沟槽而布置在所述支撑层的第一主表面上。换言之，有机半导体层在源极层的上表面上方延伸，并且栅极介电层在源极层的上表面上布置的有机半导体层上方延伸。
14、在一些实施例中，所述源极层在所述支撑层的整个第一主表面上方延伸，且形成所述第一沟槽的侧壁的部分。第一沟槽延伸通过源极层、源极接触部且到支撑层的第一主表面中。
15、在一些实施例中，所述支撑层由至少一个有机半导体形成，并且栅极介电层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上，且使所述第一沟槽中的栅电极与所述支撑层电绝缘。所述有机半导体包括并五苯、聚(3-己基噻吩)(p3ht)、聚(3-烷基噻吩)(p3at)、聚(3-辛基噻吩)(p3ot)、聚乙烯烯基(pvp)或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。有机半导体层可以具有第一导电类型，例如p型。
16、在其中所述支撑层包括所述有机半导体材料的这些实施例中，所述栅极介电层被直接布置在所述沟槽的基底和侧壁上，并且所述栅电极被布置在所述栅极介电层上且可以填充所述第一沟槽。在这些实施例中，所述第一沟槽没有其中形成所述晶体管器件的具有栅极控制电导率的区(即，沟道)的有机半导体材料。具有栅极控制电导率的区(即，晶体管器件的沟道)被形成在支撑层中以及在支撑层的相对主表面上布置的源极和漏极接触部之间。
17、在其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶体管器件，包括：
2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中所述支撑层由介电材料形成，并且所述有机半导体层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上，其中栅极介电层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上的有机半导体层上，且使在所述第一沟槽中布置的栅电极与所述有机半导体层电绝缘。
3.根据权利要求2所述的晶体管器件，其中所述源极接触部被定位为邻近于所述第一沟槽的侧壁，并且所述有机半导体层进一步在所述源极接触部的部分上方延伸，并且所述栅极介电层在所述源极接触部上布置的有机半导体层上方延伸。
4.根据权利要求3所述的晶体管器件，进一步包括：
5.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中所述支撑层由有机半导体形成，并且栅极介电层被布置在沟槽的基底和侧壁上且使所述栅电极与所述支撑层电绝缘。
6.根据权利要求5所述的晶体管器件，其中所述源极接触部被定位为邻近于所述第一沟槽的侧壁，并且所述栅极介电层进一步在所述源极接触部的部分上方延伸。
7.根据权利要求6所述的晶体管器件，进一步包括：源极层，其被布置在所述源极接触部上、所述源极接
8.根据权利要求5至7中任一项所述的晶体管器件，其中所述支撑层具有上子层和下子层，并且所述上子层和所述下子层具有不同掺杂浓度，或者所述支撑层包括垂直掺杂梯度。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的晶体管器件，进一步包括：场板，被布置在所述第一沟槽中所述栅极下方，所述场板通过场绝缘体与所述支撑层电绝缘。
10.根据权利要求9所述的晶体管器件，其中所述场板通过在所述第一沟槽中布置的中间绝缘层与所述栅电极电绝缘，或者所述场板与所述栅电极合为一体。
11.根据权利要求5至8中任一项所述的晶体管器件，进一步包括：第二沟槽，其被定位为横向邻近于所述第一沟槽，且延伸到所述支撑层的第一主表面中，并具有基底和侧壁，所述侧壁从所述基底延伸到所述第一主表面，其中场板被布置在所述第二沟槽中，且通过内衬于所述第二沟槽的基底和侧壁的场绝缘体与所述支撑层电绝缘。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的晶体管器件，其中所述第一沟槽是细长的或柱状的。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的晶体管器件，进一步包括：栅极金属层，被布置在所述第一沟槽中的栅电极上，其中所述栅极金属层和所述源极接触部均具有细长条状结构，且在所述支撑衬底的第一主表面上彼此基本平行地延伸。
14.根据权利要求13所述的晶体管器件，其中所述第一沟槽是柱状的，并且一个栅极金属层在多个第一沟槽上方延伸且将所述多个第一沟槽电连接到彼此。
15.一种用于制造晶体管器件的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶体管器件，包括：
2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中所述支撑层由介电材料形成，并且所述有机半导体层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上，其中栅极介电层被布置在所述第一沟槽的基底和侧壁上的有机半导体层上，且使在所述第一沟槽中布置的栅电极与所述有机半导体层电绝缘。
3.根据权利要求2所述的晶体管器件，其中所述源极接触部被定位为邻近于所述第一沟槽的侧壁，并且所述有机半导体层进一步在所述源极接触部的部分上方延伸，并且所述栅极介电层在所述源极接触部上布置的有机半导体层上方延伸。
4.根据权利要求3所述的晶体管器件，进一步包括：
5.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中所述支撑层由有机半导体形成，并且栅极介电层被布置在沟槽的基底和侧壁上且使所述栅电极与所述支撑层电绝缘。
6.根据权利要求5所述的晶体管器件，其中所述源极接触部被定位为邻近于所述第一沟槽的侧壁，并且所述栅极介电层进一步在所述源极接触部的部分上方延伸。
7.根据权利要求6所述的晶体管器件，进一步包括：源极层，其被布置在所述源极接触部上、所述源极接触部与在所述源极接触部上布置的栅极介电层之间。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的晶体管器件，其中所述支撑层具有上子层和下子层，并且所述上子层和所述下子层具有不同掺杂浓度，或者所述支...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·赫茨勒，
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：
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