[发明专利]具有沟槽栅极结构的宽带隙半导体器件

说明书

一种半导体器件包括从第一表面延伸至由宽带隙半导体材料形成的半导体本体中的沟槽栅极结构。沟槽栅极结构将半导体本体的台面部分彼此分离。在台面部分中，本体区域与漏极结构形成第一pn结并且直接地邻接第一台面侧壁。台面部分中源极区域与本体区域形成第二pn结，其中本体区域分离所述源极区域与所述漏极结构。源极区域直接地邻接第一台面侧壁以及与第一台面侧壁相对的第二台面侧壁。

背景技术

宽带隙半导体器件是基于具有至少2eV或至少3eV的带隙的材料，并且与传统的硅基半导体器件相比，在高温下呈现较低的导通电阻、较低的开关损耗以及较低的泄漏电流。由宽带隙材料形成的半导体器件可以包括非对称晶体管单元，其具有条带形状的沟槽栅极电极，该沟槽栅极电极控制仅在由半导体材料形成的在相邻沟槽栅极结构之间的台面部分的两个相对纵向台面侧壁的一个中的晶体管沟道。

希望改进包括具有沟槽栅极的非对称晶体管单元的宽带隙半导体器件的器件特性以及进一步扩展对于这些器件的应用范围。

发明内容

由独立权利要求的技术方案实现该目的。从属权利要求涉及进一步的实施例。

根据一个实施例，一种半导体器件包括从第一表面延伸进入由宽带隙半导体材料形成的半导体本体中的沟槽栅极结构。沟槽栅极将半导体本体的台面部分彼此分离。在台面部分中，本体区域与漏极结构形成第一pn结并且直接地邻接至少第一台面侧壁。在台面部分中源极区域与本体区域形成第二pn结，其中本体区域将源极区域与漏极结构分离。源极区域直接地邻接第一台面侧壁，以及与第一台面侧壁相对的第二台面侧壁。

根据另一实施例，一种半导体器件包括从第一表面延伸至由宽带隙半导体材料形成的半导体本体中的沟槽栅极结构。沟槽栅极结构将半导体本体的台面部分彼此分离。在台面部分中，本体区域与漏极结构形成第一pn结并且直接地邻接至少第一台面侧壁。台面部分中源极区域与本体区域形成第二pn结，其中本体区域将源极区域与漏极结构分离。沟槽源极结构350从第一表面101延伸进入半导体本体100中，并且包括连接至第一负载电极310的沟槽源极电极355。

一旦阅读了以下详细说明书以及查看了附图，本领域技术人员将认识到额外的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解并且包括在该说明书中并构成了其一部分。附图示出了本发明的实施例并且与说明书一起用于说明本发明的原理。本发明的其他实施例以及有意设计的优点将易于知晓，当它们通过参考以下详细说明书而变得更好理解时。

图1A是根据一个实施例的具有沟槽栅极结构以及具有在相邻沟槽栅极结构之间直接地邻接台面部分的相对侧壁的源极区域的宽带隙半导体器件的一部分的示意性水平剖视图。

图1B是图1A的半导体器件部分沿着线条B-B的示意性垂直剖视图。

图2A是具有二极管区域的表面区段的、根据一个实施例的具有沟槽栅极结构的宽带隙半导体器件的一部分的示意性水平剖视图，其中表面区段分离源极区域的连接区段。

图2B是图2A的半导体器件部分沿着线条B-B的示意性垂直剖视图。

图3A是根据一个实施例的宽带隙半导体器件的一部分的示意性水平剖视图，涉及沿着台面部分的第二侧壁中断的源极区段并且具有包括连接部分和屏蔽部分的二极管区域。

图3B是图3A的半导体器件部分沿着线条B-B的示意性垂直剖视图。

图4A是根据一个实施例的宽带隙半导体器件的一部分的示意性水平顶视图，其中源极区域的连接区段仅形成在台面部分的端部区段中。

图4B是图4A的半导体器件部分沿着线条B-B的示意性垂直剖视图。

图5A是根据一个实施例的宽带隙半导体器件的一部分的示意性水平剖视图，其中源极区域沿着第二台面侧壁的第二区段具有比源极区域沿着第一台面侧壁的第一区段更大的垂直延伸部。