[发明专利]具有场电极和场电介质的半导体器件

说明书

本发明涉及具有场电极和场电介质的半导体器件。半导体器件（500）包括场电极结构（160），其包括场电极（165）和围绕场电极（165）的场电介质（161）。场电介质（161）包括第一电介质层（161a）和具有比第一电介质层（161a）更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层（161b）。半导体主体（100）包括围绕场电极结构（160）并直接邻接第一电介质层（161a）的晶体管部分（TS）。晶体管部分（TS）包括源极区（110）、第一漂移区部分（121a）和使源极区（110）与第一漂移区部分（121a）分离的主体区（115）。主体区（115）形成与源极区（110）的第一pn结（pn1）和与第一漂移区部分（121a）的第二pn结（pn2）。

背景技术

功率半导体器件，例如IGFET（绝缘栅场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极晶体管）通常是具有在半导体管芯的前侧处的第一表面和在后侧处的第二表面之间的负载电流流动的垂直器件。在阻塞模式中，从前侧延伸到半导体管芯中的条形补偿结构耗尽在半导体管芯中的漂移区。补偿结构允许在漂移区中的较高的掺杂剂浓度，而没有对阻塞能力的不利影响。较高的掺杂剂浓度又减小器件的导通状态电阻。

提供具有低欧姆损耗的可靠半导体器件是期望的。

发明内容

该目的用独立权利要求的主题来达到。从属权利要求指的是另外的实施例。

根据实施例，半导体器件包括场电极结构，其包括场电极和围绕场电极的场电介质。场电介质包括第一电介质层和具有比第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层。半导体主体的晶体管部分围绕场电极结构，直接邻接第一电介质层，并包括源极区、第一漂移区部分和使源极区与第一漂移区部分分离的主体区。主体区与源极区形成第一pn结并且与第一漂移区部分形成第二pn结。

根据另一实施例，制造半导体器件的方法包括形成从主表面延伸到半导体衬底的半导体层中的第一沟槽。平行于半导体衬底的主表面的第一沟槽的第一水平延伸部大至正交于第一水平延伸部的第二水平延伸部的至多两倍。形成用作第一沟槽的衬里的第一电介质层。第二电介质层在第一电介质层上形成。场电极在第一沟槽中形成，且栅电极在第二沟槽中形成。

根据实施例，电子组件包括半导体器件，其包括具有场电极的场电极结构和围绕场电极的场电介质。场电介质包括第一电介质层和具有比第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层。半导体主体的晶体管部分围绕场电极结构，直接邻接第一电介质层，并包括源极区、第一漂移区部分和使源极区与第一漂移区部分分离的主体区。主体区与源极区形成第一pn结并且与第一漂移区部分形成第二pn结。

本领域中的技术人员在阅读下面的详细描述后并在观看附图后将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解并被合并在本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示本发明的实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。本发明的其它实施例和预期优点将容易被领会到，因为它们通过参考下面的详细描述变得更好理解。

图1A是根据与包括含氧层的场电介质结构有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平横截面视图。

图1B是沿着线B-B的图1A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图。

图1C是图1A的半导体器件部分的示意性透视图。

图2A是用于图示在形成第一电介质层之后根据实施例的制造半导体器件的方法的半导体衬底的一部分的示意性横截面视图。

图2B是在形成第二电介质层之后的图2A的半导体衬底部分。

图2C是在形成第三电介质层和场电极材料之后的图2B的半导体衬底部分的示意性横截面视图。

图3示意性图示用于图示实施例的效果的根据实施例的半导体器件的电子带结构。