带有介电层组的半导体元件制造技术

半导体元件具有半导体区域、与该半导体区域相邻的第一导电层、带有第一介电特性的第一介电层和带有第二介电特性的第二介电层。这时，该第一介电特性不同于第二介电特性。第一介电层和第二介电层安排在该半导体区域和该第一导电层之间。第二导电层设置在第一介电层和第二介电层之间。在该第一导电层和半导体区域１０之间连接分压器。该第二导电层只与这个分压器电连接。

【技术实现步骤摘要】
带有介电层组的半导体元件在半导体和处于其上的导电层之间有介电层组的半导体元件，有介电层之间的界 面可能被充电的问题。这可能导致在截止状态下半导体本身中形成不希望有的转换层或蓄 积层，这可能招致漏电流增大、短路或击穿电压降低。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种不会在介电层之间的界面上出现界面充电的带有介电 层组的半导体元件。权利要求1的内容解决这个任务。改进在从属权利要求中提出。半导体元件的一个实施例有一个半导体区域。在半导体区域的上面安排第一导电 层。在半导体区域和第一导电层之间安排带有第一介电特性的第一介电层，和带有第二介 电特性的第二介电层，其中第一介电特性不同于第二介电特性。在第一介电层和第二介电 层之间安排第二导电层。半导体元件还有一个分压器，它接在第一导电层和半导体区域之 间。第二导电层只与该分压器电连接。通过不同电介质之间的第二导电层防止电荷聚集在电介质之间的界面上。穿过该 电介质的电荷通过第二导电层和分压器释放。由此没有电荷在半导体区域和第一导电层之 间的介电区中可聚集。第二导电层总是保持在相同的电位上。第一介电层具有IOOnm至2μπι时，其是一项改进。另一个实施例规定，第一介电层毗邻半导体区域。第二介电层最好具有IOOnm至2μπι的厚度。第二介电层毗邻第一导电层时，其是改进。在一个实施例中，第一和第二介电层具有不同的导电性。另一个实施例规定，该第一介电层由SiO2组成，而第二介电层由一种不同于SiA 的介电材料组成。其是一项优选的改进，如果其中至少一个介电层具有相对介电常数的负温度系数。此外，该分压器可以由至少一个电阻和至少一个二极管建立。这时，至少一个电阻 可以接在第一导电层和第二导电层之间，而至少一个二极管可以接在该第二导电层和该半 导体区域之间。作为替代方案，该分压器由至少两个电阻建立。在此，至少一个电阻可以接在第一 导电层和第二导电层之间，而至少另一个电阻可接在该第二导电层和该半导体区域之间。 此外，至少一个电阻可以接在该第一导电层和该第二导电层之间，而至少另一个电阻可以 接在该第二导电层和第三导电层之间，其中该第三导电层与该半导体区域电连接。另一个实施例规定，至少一个电阻是该第一介电层或者该第二介电层的部分。另一个实施例是，该分压器由至少两个二极管形成。这时，至少一个二极管可以接 在该第一导电层和该第二导电层之间，而至少另一个二极管可以接在该第二导电层和该半 导体区域之间。一个实施例是，该半导体区域是MOS-晶体管的沟道区。该第二导电层的厚度最好为IOnm至lOOnm。附图说明图1表示带有处于两个与分压器连接的介电层之间的导电层的半导体元件的示 意结构；图2表示分压器一个实施例的等效电路；图3表示分压器一个替代实施例的等效电路；图4表示带有处于两个介电层之间的导电层和一个集成分压器的半导体元件的 实施例的示意横剖面图；图5表示分压器的一个替代实施例的等效电路；而图6表示一个集成于半导体中的分压器的实施例的示意横剖面图。具体实施例方式现将参照附图，对本专利技术的实施例作较详细的说明。然而本专利技术不限于这些具体 描述的实施方式，而是可以以适当的方法改变和修改。一个实施例的各个特征和特征的结 合与另一个实施例的特征和特征结合适当结合，以便达到其他的按照本专利技术的实施方式， 仍在本专利技术的范围内。在下面参照附图对本专利技术的实施例作较详细的说明之前应该指出，在各图中相同 的元素用相同或相似的附图标记表示，对这些元素不再重复描述。另外，这些附图不需要按 照比例绘制。毋宁说重心是阐明基本原理。图1示意地显示半导体元件一个横断面的一个片段。半导体元件有一个半导体区 域10，它是半导体的一部分。该半导体区域10，例如可以是一个在半导体衬底上掺杂的区 域。特别该半导体区域10可以是一个MOS场效应晶体管或IGBT中的沟道区。半导体区域10附近安排第一导电层20。第一导电层20，例如，可以是MOS半导体 场效应晶体管或IGBT的沟道控制电极(栅电极)。但在另一个示例中，该导电层20还可以 是引导电流的导线带。更一般地说，该第一导电层20在半导体元件运行的情况下处于比半 导体10更高的电位。因此，在该第一导电层20用作沟道控制电极的情况下，在半导体中两 个其他掺杂区域之间该半导体区域10 (沟道区)中形成一个沟道。在半导体区域10和第一导电层20之间有一个带有第一介电特性的第一介电层30 和带有第二介电特性的第二介电层40。这时，第一介电特性不同于第二介电特性。例如，第 一介电层30可以具有不同于第二介电层40的导电性。例如，第一介电层30可以具有IOOnm至2μπι的厚度。在所示的实施例中第一介 电层30毗半导体区域10。例如，该第一介电层由SiA组成。例如，第二介电层40的厚度为IOOnm至2 μ m。在所示的实施例中，第二介电层40 毗邻第一导电层20。在该第一介电层30由SW2组成的情况下，该第二介电层40最好由不 同于S^2的介电材料建立。例如，这有降低缺陷密度，并以此改善半导体元件可靠性的优点ο另一个实施例可以是，第一介电层30是热生长SiO2,而第二介电层40由气相沉积的氧化层或氧化氮化物层组成。在另一个实施例中，该介电层30或40的至少一个可以具 有相对介质常数的负的温度系数。这时，该至少一个介电层可以由顺电(paraelectrisch) 材料建立，例如，由BiixSrhTiO3和/或KTaO3基团构成的物质建立。或者这时，该至少一个 介电层具有带有例如，居里温度iTc < 220K的铁电物质，其中ε r C/(T_T。)有效。图2在一个示意的等效电路中表示这样一个分压器60的实施例。这时，该分压器 60由至少一个电阻70和至少一个二极管80建立。这时，至少一个电阻70，例如，接在第一 导电层20和第二导电层50之间。此外，至少一个二极管接在第二导电层50和半导体区域 10之间。在图3的一个示意的等效电路中表示分压器60的一个替代实施例。在这个例子 中，该分压器60由至少两个电阻90和100建立，其中至少一个电阻90接在第一导电层20 和第二导电层50之间，而至少另一个电阻100接在第二导电层50和半导体区域10之间。在图4中一个示例表示如何可以把一个分压器集成在一个半导体元件中。在这个 例子中，该半导体元件结构基本上对应于图1所描述的半导体元件结构。与图1不同的是， 在图3的实施例中，然而还有一个毗邻第二介电层40的第三导电层110。这时，该第三导电 层110通过第二介电层40与第二导电层50分离。在该实施例中，该第三导电层110与该 半导体区域10电连接，或至少处于与半导体区域10相同的电位。在图4中这是用虚线勾 画的或用公共的地电位符号表示。这个实施例中，该分压器60用两个电阻90和100实现，其中该两个电阻用第二介 电层的欧姆电阻形成。这时，该第一电阻90用第一导电层20和第二导电层50之间第二介 电层40中的路段形成。该第二电阻用第二导电层和和第三导电层110之间的第二介电层 40中的路段形成。这时，电压的分压比可以通过第一或第三导电层下面的各自的面积比调节。分压器60的另一个实施例示于图5的一个示意的等效电路。这个实施例中分压 器60由至少两个二极管120和本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体元件，具有：·半导体区域（１０），·与该半导体区域（１０）相邻的第一导电层（２０），·带有第一介电特性的第一介电层（３０），·带有第二介电特性的第二介电层（４０），其中该第一介电特性不同于第二介电特性，而且第一介电层（３０）和第二介电层（４０）处于半导体区域（１０）和第一导电层（２０）之间，·第二导电层（５０），其安排在第一介电层（３０）和第二介电层（４０）之间，·分压器（６０），其接在第一导电层（２０）和半导体区域（１０）之间，其中第二导电层（５０）只与分压器（６０）导电连接。

【技术特征摘要】
DE 2009-8-25 102009038709.91.半导体元件，具有 半导体区域(10)， 与该半导体区域(10)相邻的第一导电层00)， 带有第一介电特性的第一介电层(30)， 带有第二介电特性的第二介电层G0)，其中该第一介电特性不同于第二介电特性，而且第一介电层(30)和第二介电层00) 处于半导体区域(10)和第一导电层00)之间， 第二导电层(50)，其安排在第一介电层(30)和第二介电层00)之间， 分压器(60)，其接在第一导电层00)和半导体区域(10)之间，其中第二导电层(50)只与分压器(60)导电连接。2.按照权利要求1的半导体元件，其中第一介电层(30)厚度为IOnm至2μπι。3.按照权利要求1或2的半导体元件，其中该第一介电层(30)毗邻半导体区域(10)。4.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中该第二介电层GO)厚度为IOnm至 2 μ m05.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中该第二介电层GO)毗邻第一导电层 (20)。6.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中第一和第二介电层(30)“40)具有不 同的导电性。7.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中第一介电层(30)由SiO2组成，而第二 介电层GO)由不同于SiO2的介电材料组成。8.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中介电层(30)“40)中的至少一个具有 相对介质常数(ε r)的负温度系数。9.按照上列权利要求中一项的半导体元件，其中该分压器(60)由至少一个电阻(70) 和至...

【专利技术属性】
技术研发人员：W沃纳，
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：AT