[发明专利]具有自对准源区的功率半导体器件

说明书

功率半导体器件具有半导体本体，半导体本体耦合到第一负载端子和第二负载端子并配置成在端子间传导负载电流，功率半导体器件还包括沿竖直方向延伸到半导体本体中的第一沟槽和第二沟槽，两个沟槽包括相应沟槽侧壁，彼此面对的沟槽侧壁沿第一横向方向横向限定台面区；相应沟槽电极；针对竖直方向从半导体本体的表面突出至少50nm的突出距离的相应沟槽部分，沟槽电极延伸到突出沟槽部分中；第一导电类型的源区和第二导电类型的本体区，两个区布置在与第一沟槽的沟槽侧壁相邻的台面区中，第一沟槽配置用于在本体区中引起反型沟道以控制台面区中的负载电流，源区与两个沟槽侧壁中的仅一个相邻布置并沿第一横向方向从两个沟槽侧壁中的另一个在空间上移位。

技术领域

本说明书涉及功率半导体器件的实施例以及处理功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及新的源区形成过程的各方面和对应器件。

背景技术

汽车、消费者和工业应用中的现代设备的诸如转换电能和驱动电动机或电机器的许多功能依赖于功率半导体开关。例如，仅举几个例子，绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经用于各种应用，包括但不限于功率转换器和电源中的开关。

功率半导体器件通常包括半导体本体，半导体本体被配置为沿器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。此外，负载电流路径可以通过有时称为栅电极的绝缘电极来控制。

例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置为导通状态和截止状态之一。在一些情况下，栅电极可以包括在功率半导体开关的沟槽内，其中沟槽可以表现出例如条带配置或针状配置。

通常期望使例如开关损耗（功率半导体器件的导通状态期间的导通状态损耗和截止状态期间的关断状态损耗）的损耗保持为低。

此外，功率半导体器件通常应表现出高可靠性。为此，期望掺杂半导体区例如就其位置而言的准确形成。

发明内容

根据一个实施例，一种形成功率半导体器件的方法包括：提供具有半导体本体表面的半导体本体；在半导体本体表面上方形成辅助层，辅助层耦合到半导体本体并具有辅助层表面；形成多个沟槽，沟槽从辅助层表面沿竖直方向延伸穿过辅助层到半导体本体中，其中沟槽中的两个相邻沟槽的彼此面对的两个沟槽侧壁沿第一横向方向横向限定半导体本体的台面区，其中两个相邻沟槽包括针对竖直方向从半导体本体表面突出至少50nm的突出距离的相应沟槽部分；用至少一种沟槽填充材料填充沟槽；平坦化至少一种沟槽填充材料以暴露辅助层；至少部分地移除辅助层，同时维持包括至少一种沟槽填充材料的突出沟槽部分；使台面区经受用于在台面区中形成半导体分区的注入处理步骤，其中注入相对于竖直方向倾斜至少10°的角度，并且其中相邻沟槽的突出沟槽部分在倾斜注入期间至少部分地用作掩模。

根据另一实施例，一种功率半导体器件包括半导体本体，半导体本体耦合到第一负载端子和第二负载端子并且被配置成在所述端子之间传导负载电流，其中功率半导体器件还包括：沿竖直方向延伸到半导体本体中的第一沟槽和第二沟槽，其中两个沟槽包括：相应沟槽侧壁，其中彼此面对的沟槽侧壁沿第一横向方向横向限定半导体本体的台面区；相应沟槽电极；相应沟槽部分，其针对竖直方向从半导体本体的表面突出至少50nm的突出距离，其中沟槽电极延伸到突出沟槽部分中；第一导电类型的源区和第二导电类型的半导体本体区，两个区布置在与第一沟槽的沟槽侧壁相邻的台面区中，其中第一沟槽被配置用于在本体区中引起反型沟道以控制台面区中的负载电流，其中源区与两个沟槽侧壁中的仅一个相邻布置并且沿第一横向方向从两个沟槽侧壁中的另一个在空间上移位（displace）。

在阅读以下详细描述并查看附图后，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图中的部分不一定按比例绘制，而是着重于图示本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记表示对应的部分。在图中：