半导体器件及包括该半导体器件的集成电路制造技术

本发明专利技术涉及半导体器件和包括该半导体器件的集成电路。该半导体器件包括源极金属化物和半导体本体。半导体本体包括第一场效应结构，该第一场效应结构包括电耦接至源极金属化物的第一导电类型的源区。半导体本体还包括第二场效应结构，该第二场效应结构包括电耦接至源极金属化物的第一导电类型的源区。包括在半导体本体中的半导体区的电压抽头通过中间反相器结构电耦接至第一场效应结构的第一栅电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件及包括该半导体器件的集成电路。
技术介绍
诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)的场效应控制电源开关结构已被用于各种应用，包括但不限于电源开关和整流器，例如半桥。流经用作开关的场效应控制结构的电流方向在不同的运行周期中有所不同。在场效应控制结构的开/关模式或正向模式中，场效应控制结构的体漏结处的PN本体二极管被反向偏压，并且可以通过施加到场效应控制器件的栅电极的电压来控制器件的电阻。在场效应控制器件的二极管模式中，PN本体二极管被正向偏压。这导致了主要由电流和整个本 体二极管的电压降的乘积决定的损耗。例如，当切换电感负载时，PN本体二极管可能被正向偏压。考虑到满足场效应控制电源开关结构的电气特性的要求，需要降低场效应控制电力转换结构中的PN本体二极管的开关损耗。
技术实现思路
根据半导体器件的第一实施方式，半导体器件包括源极金属化物(sourcemetallization)和半导体本体。半导体本体包括第一场效应结构,其包括电稱接至源极金属化物的第一导电类型的源区。半导体本体进一步包括第二场效应结构，其包括电耦接至源极金属化物的第一导电类型的源区。包括在半导体本体中的半导体区的电压抽头(voltage tap,电压分接头)通过中间反相器结构(intermediate inverter structure)电耦接至第一场效应结构的第一栅电极。根据半导体器件的第二实施方式，半导体器件包括源极金属化物和半导体本体。半导体本体包括第一场效应结构，其包括电耦接至源极金属化物的第一导电类型的源区。半导体本体进一步包括第二场效应结构，其包括电耦接至源极金属化物的第一导电类型的源区。第一场效应结构的第一栅电极电耦接至第一栅极驱动器电路，并且第二场效应结构的第二栅电极电耦接至不同于第一栅极驱动器电路的第二栅极驱动器电路。第一场效应结构和第二场效应结构共用公共漏极。根据集成电路的第一实施方式，集成电路包括半桥电路。半桥包括第一实施方式的半导体器件。根据集成电路的第二实施方式，集成电路包括半桥电路。半桥包括第二实施方式的半导体器件。在阅读下面的详细描述并参考附图后，本领域技术人员将认识到其他的特征和优点。附图说明包括了附图来提供对本专利技术的进一步理解，其被并入并构成本说明书的一部分。附图示出了本专利技术的实施方式，并且与文字描述一起用于解释本专利技术的原理。很容易了解本专利技术的其他实施方式和许多本专利技术的预期优点，因为它们通过参照以下的详细描述而变得更好理解。附图的元件不一定彼此成比例。相同的参考标号指示对应的类似部分。除非互相排斥，示出的各个实施方式的特征可以组合。实施方式在附图中示出并且在下文中详细描述。图I是穿过包括第一和第二场效应结构的MOSFET的一部分的垂直截面的示意图，其中，第一场电极结构的栅电极电耦接至边缘终端区的保护环。图2是边缘终端区中的结终端延伸(JTE)结构的示意图，该结构是对图I中示出的MOSFET的保护环边缘终端的替代结构。图3是穿过图I中示出的MOSFET的单元区的一部分的垂直截面的示意图，包括第一晶体管单元和第二晶体管单元。·图4是穿过包括第一和第二场效应结构的MOSFET的一部分的垂直截面的示意图，其中，第一场电极结构的栅电极电耦接至耗尽晶体管的源极。图5是穿过MOSFET的一部分的垂直截面的示意图，MOSFET包括电耦接至第一栅极驱动器电路的第一场效应结构的第一栅电极和电耦接至不同于第一栅极驱动器电路的第二栅极驱动器电路的第二场效应结构的第二栅电极。图6是包括半桥电路的集成电路的一部分的示意图。具体实施例方式在以下的详细描述中，参照构成其一部分的附图，在附图中，通过图解示出了可以实施本专利技术的具体实施方式。在这方面，参照所描述的图的方向来使用诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“引导”、“追随”、“在…之上”、“在上面”、“在下面”等的方向性术语。由于实施方式的组件可以位于多个不同方位，因此方向术语用于说明目的而并不是进行限制。需要理解，在不背离本专利技术的范围的情况下，可以使用其他实施方式，并且可以进行结构和逻辑修改。例如，被示出或描述为一个实施方式的一部分的特征，可以用于其他实施方式或与其他实施方式结合来产生新的实施方式。本专利技术有意包括这种修改和变化。使用不应理解为限制所附权利要求的范围的特定语言来描述实例。附图不是按比例的，并且仅用于说明性目的。为了清楚，如果没有另外说明，相同的元件或制造过程在不同附图中用相同参考标号标出。此说明书中使用的术语“横向”和“水平”意在描述与半导体衬底或半导体本体的第一表面平行的方向。例如，这可以是晶片或芯片(die)的表面。此说明书中使用的术语“纵向”意在描述与半导体衬底或半导体本体的第一表面垂直地布置的方向。在此说明书中使用的术语“耦接”和/或“电耦接”并不意味着表示元件必须直接耦接在一起，可以在“耦接”或“电耦接”的元件之间设置中介元件。在此说明书中，n-掺杂可以指第一导电类型，而P-掺杂是指第二导电类型。不言而喻，半导体器件可以用相反的掺杂关系来形成，因此第一导电类型可以是P-掺杂而第二导电类型可以是n-掺杂。一些图通过在掺杂类型旁边标明或“ + ”来示出相对掺杂浓度。例如，“n_”表示小于“n”掺杂区的掺杂浓度的掺杂浓度，而“n+”掺杂区具有比“n”掺杂区大的掺杂浓度。然而，除非另有说明，标明相对掺杂浓度并不意味着相同相对掺杂浓度的掺杂区具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的n+区可以具有不同的绝对掺杂浓度。例如，这同样适用于n+和P+区。此说明书中描述的具体实施方式涉及而不限于由场效应控制的功率半导体器件，并且特别是诸如MOSFET的单极器件、诸如IGBT的双极器件、以及具有诸如超结MOSFET的补偿结构的单极器件和双极器件。此说明书中使用的术语“场效应”意在描述第二导电类型的半导体区中的“反向沟道”的电场介导形成和/或导电控制和/或反向沟道的形状。通常，第二导电类型的半导体区布置在第一导电类型的两个半导体区之间，并且通过电场来形成和/或控制通过第一导电类型的两个半导体区之间的沟道区的单极电流路径。为了形成第一导电类型的两个半导体区之间的单极电流路径，通常将沟道区的导电类型改变(即反转)为第一导电类型。 在本说明书的上下文中，其中可以通过场效应来形成和/或控制反向沟道的第二导电类型的半导体区还被称为体区。在本说明书的上下文中，术语“场效应结构”意在描述这样的结构其形成在半导体衬底或半导体本体或半导体器件中，并具有通过介电区或介电层至少与体区绝缘的栅电极。用于在栅电极和体区之间形成介电区或介电层的介电材料的实例包括但不限于氧化娃(SiO2)、氮化娃(Si3N4)、氮氧化娃(SiOxNy)、氧化错(ZrO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化钛(TiO2)以及氧化铪(HfO2)，或者上述材料中的两种或多种的叠加。在大于栅电极和体区之间的阈值电压Vth时，由于与介电区或介电层邻接的体区的沟道区中的场效应，形成和/或控制反向沟道。阈值电压Vth通常是指产生(onset)晶体管的源极和漏极之间的单极电流所需的最小栅极电压。在本说明书的上下文中，诸如MOS控制的二极管(MCD)、MOSFET, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：源极金属化物；半导体本体，包括：第一场效应结构，包括电耦接至所述源极金属化物的第一导电类型的源区；和第二场效应结构，包括电耦接至所述源极金属化物的所述第一导电类型的源区；以及电压抽头，包括在所述半导体本体内的半导体区，通过中间反相器结构电耦接至所述第一场效应结构的第一栅电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨·赫尔莱尔，安东·毛德，约阿希姆·魏尔斯，
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：