[发明专利]垂直场效应晶体管和用于其构造的方法

说明书

提供一种垂直场效应晶体管(200)，其具有：具有第一导电性类型的漂移区域(212)；在所述漂移区域(212)上或者在所述漂移区域(212)上方的半导体鳍片(302)，在所述漂移区域(212)上或者在所述漂移区域(212)上方的源电极/漏电极(202)；和在所述半导体鳍片(302)的至少一个侧壁旁边横向地布置在所述漂移区域(212)中的屏蔽结构(214)，其中，所述屏蔽结构(214)具有不同于所述第一导电性类型的第二导电性类型，其中，所述半导体鳍片(302)与所述源电极/漏电极(202)能导电地连接。

技术领域

本发明涉及一种垂直场效应晶体管和一种用于其构造的方法。

背景技术

在常规的晶体管(例如MOSFET或者MISFET)中，有源的能切换的部件由反向通道提供，例如由在npn结中的p区提供，在所述npn结中，通过施加栅极电压构造电子路径。对于具有宽的带间距的半导体(例如碳化硅(SiC)或者氮化镓(GaN))在电力电子部件中的应用，所谓的功率FinFET(Fin＝Finne，鳍片，FET＝Feldeffekttransistor，场效应晶体管)的使用可以是有利的。常规的功率FinFET 100的结构在图1中直观地说明。此外，该结构在600V的漏极电压下的掺杂剖面图120和电场140在图1中直观地说明，该结构具有以μm为单位的横向的和垂直的尺寸150和160。常规的功率FinFET 100具有带有n型掺杂114的漂移区域110、漏电极112、源电极102、栅电极108、半导体鳍片104和绝缘体106。半导体鳍片104借助于n+型掺杂116与源电极102连接。在功率FinFET 100中，能切换的部件由窄的半导体鳍片104组成，所述半导体鳍片由于其几何结构和栅极金属化108的相配的选择而能切换。功率FinFET100的通道电阻比在基于SiC或者GaN的常规的MOSFET或者MISFET中小得多。由此产生整个构件的较小的接通电阻。传统的功率FinFET 100不具有通道区对电场的屏蔽，如所述电场尤其在阻断运行时出现。相应地，可达到的击穿电压是有限的并且尤其强烈地取决于工艺波动(例如蚀刻深度)。在图1中的右边的插图中示出对于常规的FinFET 100在施加600V的漏极电压的情况下在阻断运行时的电场140的模拟。在栅电极108下方的绝缘体106中可找到最高的场负荷142。

发明内容

本发明的任务是，提供一种垂直场效应晶体管以及一种用于其制造的方法，所述垂直场效应晶体管/所述方法提供一种具有更高的耐压强度和可靠性的垂直场效应晶体管。

根据本发明的一个方面，该任务通过一种垂直场效应晶体管解决。垂直场效应晶体管具有：具有第一导电性类型的漂移区域；在漂移区域上或者在漂移区域上方的半导体鳍片，其中，在半导体鳍片的至少一个侧壁旁边，在漂移区域上或者在漂移区域上方横向地构造源电极/漏电极；和屏蔽结构，所述屏蔽结构在横向上在半导体鳍片的至少一个侧壁旁边布置在漂移区域中，其中，屏蔽结构具有不同于第一导电性类型的第二导电性类型。半导体鳍片与源电极/漏电极能导电地连接。

在漂移区域内部的屏蔽结构导致场分布的改变。电场在垂直场效应晶体管的p-n结处提高并且因此在栅极金属下方的绝缘体中下降。借助于屏蔽结构，尤其在阻断运行时可以在绝缘体中减小电场并且将其转移到漂移区域中。这实现，最大可达到的场峰值减小。由此，可以提供一种具有更高的耐压强度和可靠性的场效应晶体管。

根据本发明的一个另外的方面，所述任务通过一种垂直场效应晶体管解决。该垂直场效应晶体管具有：具有第一导电性类型的漂移区域；在漂移区域上或者在漂移区域上方的第一半导体鳍片和在第一半导体鳍片旁边横向地布置在漂移区域上或者漂移区域上方的第二半导体鳍片，其中，在第一半导体鳍片的至少一个侧壁旁边，在漂移区域上或者在漂移区域上方横向地构造有源电极/漏电极；和屏蔽结构，该屏蔽结构横向地构造在第一半导体鳍片的至少一个侧壁旁边，其中，屏蔽结构布置在第二半导体鳍片中，并且，其中，屏蔽结构具有不同于第一导电性类型的第二导电性类型，并且，其中，半导体鳍片与源电极/漏电极能导电地连接。