[发明专利]包括阻挡区的半导体器件

说明书

公开了包括阻挡区的半导体器件。半导体器件包括晶体管。晶体管包括在具有第一主表面的半导体衬底中的第一导电类型的漂移区和在漂移区和第一主表面之间的第二导电类型的主体区。晶体管进一步包括在第一主表面中的多个沟槽。各沟槽使半导体衬底图案化为包括第一台面和虚设台面的多个台面。所述多个沟槽包括至少一个有源沟槽。第一台面和虚设台面分别被布置在有源沟槽的相对的侧处。晶体管进一步包括布置在有源沟槽中的栅极电极和在第一台面中的第一导电类型的源极区。晶体管的单侧沟道被配置为形成在第一台面中。

诸如绝缘栅双极晶体管（IGBT）的双极半导体器件适合用作为功率开关。例如，IGBT可以被用作为用于切换电负载的电子开关。例如，IGBT可以被用作为马达驱动逆变器中的功率开关以及直流（DC）到DC功率转换器中的功率开关。正在进行尝试以改进半导体器件的工作参数。

想要的是提供一种改进的半导体器件。

发明内容

根据实施例，半导体器件包括晶体管。晶体管包括在半导体衬底中的第一导电类型的漂移区，所述半导体衬底具有第一主表面、在漂移区和第一主表面之间的第二导电类型的主体区、以及在第一主表面中的多个沟槽。沟槽使半导体衬底图案化为包括第一台面和虚设台面的多个台面。多个沟槽包括至少一个有源沟槽，其中第一台面被布置在有源沟槽的第一侧处并且虚设台面被布置在有源沟槽的第二侧处。晶体管进一步包括布置在有源沟槽中的栅极电极以及在第一台面中的第一导电类型的源极区。晶体管的单侧沟道被配置为形成在第一台面中。

例如，第一台面的宽度小于1μm，例如小于700nm或甚至小于500nm。例如，第一台面的宽度可以对应于相邻沟槽之间的距离。

根据实施例，源极区可以经由源极接触电连接到源极端子。进一步地，虚设台面可以经由如下接触连接到源极端子：所述接触至少对于第一导电类型的载流子而言具有比源极接触高的阻抗。

根据实施例，晶体管可以进一步包括第一导电类型的阻挡区，其具有比漂移区高的掺杂浓度。第一阻挡区被布置在主体区和漂移区之间。阻挡区被布置在第一台面和虚设台面中的至少一个中。

例如，第一阻挡区可以被布置在第一台面中并且可以不存在于虚设台面。替换地，第一阻挡区可以被布置在虚设台面中并且可以不存在于第一台面。

通过示例的方式，多个沟槽可以进一步包括第一源极沟槽和第二源极沟槽以及在第一源极沟槽和第二源极沟槽之间的进一步的沟槽。布置在第一源极沟槽和第二源极沟槽中的导电材料可以被分别电连接到源极端子。虚设台面可以被布置在第一源极沟槽和第二源极沟槽中的每一个与进一步的沟槽之间。阻挡区可以被布置在第一源极沟槽和第二源极沟槽中的每一个与进一步的沟槽之间的虚设台面中。根据特定的实现，虚设台面中的至少一个或者例如虚设台面中的第一虚设台面和第二虚设台面可以被布置从而分别与第一源极沟槽和第二源极沟槽接触。虚设台面可以进一步被布置在进一步的沟槽的任意侧上。

沟槽可以进一步包括浮置沟槽。布置在浮置沟槽中的导电材料可以与栅极端子和源极端子电断连。

根据进一步的实施例，半导体器件包括晶体管。晶体管包括在半导体衬底中的第一导电类型的漂移区，所述半导体衬底具有第一主表面、在漂移区和第一主表面之间的第二导电类型的主体区、以及在第一主表面中的多个沟槽。沟槽使半导体衬底图案化为包括虚设台面的多个台面。多个沟槽包括虚设沟槽。虚设台面被布置在虚设沟槽的任意侧上。多个沟槽进一步包括有源沟槽。第一台面被布置为相邻于有源沟槽的第一侧。虚设台面中的一个被布置为相邻于有源沟槽的第二侧。晶体管进一步包括布置在有源沟槽中的栅极电极和在第一台面中的第一导电类型的源极区。晶体管还进一步包括与漂移区的掺杂浓度相比处在更高掺杂浓度下的第一导电类型的阻挡区。阻挡区被布置在主体区和漂移区之间。阻挡区被布置在虚设台面中的至少一个中。

例如，阻挡区可以不存在于第一台面并且不存在于与有源沟槽的第二侧相邻的虚设台面。