[发明专利]具有MOS结构和应力件的碳化硅功率器件

权利要求书

1.一种碳化硅功率器件，其中所述碳化硅功率器件是垂直功率MOSFET(400)或IGBT，包括具有第一主侧面(102)和与所述第一主侧面(102)相反的第二主侧面(103)的碳化硅晶片(101)，所述碳化硅晶片(101)包括：

第一导电类型的第一沟道区(115)；

与所述第一导电类型不同的第二导电类型的第一源极区(117)，其中所述第一源极区(117)沿平行于所述第一主侧面(102)的第一横向方向布置在所述第一沟道区(115)的第一横向侧；

所述第二导电类型的漂移层(105)，所述漂移层(105)的第一部分布置在所述第一沟道区(115)的第二横向侧，其中所述第二横向侧与所述第一横向侧相对，并且所述漂移层(105)的第二部分从所述第一部分朝向所述第二主侧面(103)延伸；

所述第一导电类型的第一基底层(118)，将所述第一源极区(117)与所述漂移层(105)分隔开；

所述第一导电类型的第二沟道区(125)，所述第二沟道区(125)布置在所述第一沟道区(115)的所述第二横向侧并且由所述漂移层(105)的第一部分与所述第一沟道区(115)横向分隔开；

所述第二导电类型的第二源极区(127)，其中所述第二源极区(127)和所述漂移层(105)的第一部分布置在所述第二沟道区(125)的相对的横向侧；和

所述第一导电类型的第二基底层(128)，所述第二基底层(128)将所述第二源极区(127)与所述漂移层(105)分隔开，

所述碳化硅功率器件还包括栅极绝缘层(131)，所述栅极绝缘层(131)布置为在所述第一主侧面(102)上延伸以与所述第一沟道区(115)和所述第二沟道区(125)重叠，其中所述栅极绝缘层(131)直接在所述第一沟道区(115)和所述第二沟道区(125)上；

导电栅极层(130；530)，所述导电栅极层(130；530)直接在所述栅极绝缘层(131)上，使得所述栅极层(130；530)由所述栅极绝缘层(131)与所述第一沟道区(115)和所述第二沟道区分隔开；

第一应力件(110；210；310；410；510)，所述第一应力件(110；210；310；410；510)在所述第一主侧面(102)处布置在所述碳化硅晶片(101)中；和

第二应力件(420)，所述第二应力件(420)在所述第一主侧面(102)处布置在所述碳化硅晶片(101)中，

其特征在于所述第一沟道区(115)、所述漂移层(105)的第一部分和所述第二沟道区(125)沿平行于所述第一主侧面并垂直于所述第一横向方向的第二横向方向横向布置在所述第一应力件(410)与所述第二应力件(420)之间，使得由所述第一应力件(410)和所述第二应力件(420)将应力引入所述第一沟道区(115)和所述第二沟道区(125)中。

2.根据权利要求1所述的碳化硅功率器件，其中所述栅极绝缘层(131；531)是氧化硅层。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅功率器件，其中所述第一应力件(410)与所述第一沟道区(115)直接接触或者通过连续碳化硅区域连接至所述第一沟道区(115)。

4.根据权利要求1或2所述的碳化硅功率器件，其中所述第一应力件(410)的材料是以下中的一者：氧化物、氮化物或陶瓷化合物。

5.根据权利要求4所述的碳化硅功率器件，其中所述氮化物为氮化硅(SiN)或氮化铝。

6.根据权利要求1或2所述的碳化硅功率器件，其中所述第一应力件(410)是非导电的。

7.根据权利要求1或2所述的碳化硅功率器件，其中所述第一沟道区(115)中的应力具有至少0.5GPa的绝对值。

8.根据权利要求7所述的碳化硅功率器件，其中所述第一沟道区(115)中的应力具有至少0.7GPa的绝对值。