[发明专利]半导体装置布局及其形成方法

说明书

提供了一种半导体装置。该半导体装置包括具有碳化硅并且具有上表面和下表面的半导体装置层。该半导体装置还包括在半导体装置层的上表面中形成的重掺杂本体区。该半导体装置还包括邻近半导体装置层的上表面并且在半导体装置层的上表面的顶部形成的栅极叠层，其中，栅极叠层未邻近重掺杂本体区形成。

技术领域

本文公开的主题涉及半导体装置，并且更具体地，涉及用于改进装置可靠性和鲁棒性的半导体装置布局。

背景技术

电力转换装置被广泛用于整个现代电气系统中，以将电能从一种形式转换为另一种形式以供负载消耗。在该电力转换过程中，许多电力电子系统利用各种半导体装置和组件，例如晶闸管、二极管以及各种类型的晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型栅极场效应晶体管(JFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及其他合适的晶体管)。

通常，当半导体装置正在传导电流时，半导体装置的接通状态电阻表示其传导损耗，这影响电力转换系统的效率及其成本。为了降低半导体装置的接通状态电阻和传导损耗，可以增加半导体装置的各个区(例如，源极区、阱区和/或本体区)的掺杂剂浓度。然而，高掺杂剂浓度的区可能降低半导体(例如碳化硅(SiC))的某些特性，这可能恶化半导体装置的部分(例如栅极氧化物层)的可靠性。因此，可以期望在不实质上降低装置性能的情况下开发改进装置可靠性的半导体装置布局。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种半导体装置。该半导体装置包括半导体装置层，该半导体装置层具有在该半导体装置层中形成的源极区和重掺杂本体区。该半导体装置还包括栅极介电层，该栅极介电层设置在半导体装置层和栅极电极之间。该半导体装置还包括介电层，该介电层设置在栅极电极上方。更进一步，该半导体装置包括栅极叠层，该栅极叠层包括栅极介电层的一部分和栅极电极的一部分，其中，栅极叠层邻近源极区形成，并且其中，栅极叠层未邻近重掺杂本体区形成。

在另一实施方式中，提供了一种包括半导体装置层的半导体装置。该半导体装置还包括本体区，该本体区在半导体装置层中形成。该半导体装置还包括介电层，该介电层设置在半导体层和栅极电极之间，其中，设置在本体区上方的介电层的一部分的厚度大于约0.5μm。

在另一实施方式中，提供了一种包括基板的半导体装置。该半导体装置还包括第一条带单元，该第一条带单元通过在基板上形成的有源区在纵向上布置，其中，第一条带单元的每个单元包括重掺杂本体区。该半导体装置还包括第二条带单元，该第二条带单元通过在基板上形成的有源区平行于第一条带单元形成，其中，第二条带单元与第一条带单元横向间隔开，并且其中，第二条带单元的每个单元包括重掺杂本体区。此外，该半导体装置包括端接区，该端接区具有重掺杂区，该重掺杂区接近第一条带单元和第二条带单元中的每一个的一端形成，并且以纵向本体区到边缘间隔间隔开，其中，第一条带单元中的每个单元的重掺杂本体区与第二条带单元中的每个单元的相应重掺杂本体区以横向本体区间隔(λ)间隔开，并且

其中，纵向本体区到边缘间隔小于或等于横向本体区间隔(λ)。

附图说明

当参考附图阅读下面详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面以及优点，其中，在整个附图中相同的字符表示相同的部件，其中：

图1是根据本公开的实施方式的包括半导体装置的电力电子系统的框图；

图2是根据本公开的实施方式的半导体装置的示意性剖面；

图3是根据本公开的实施方式示出了半导体装置的栅极金属层和源极金属层的半导体装置的俯视图；

图4是根据本公开的实施方式的图3的半导体装置的区的放大示图，示出了半导体装置的有源区、栅极接触区以及栅极连接区；

图5是根据本公开的实施方式的沿着图4的线5-5截取的半导体装置的有源区的示意性剖面；