[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：带有第一导电性类型的漂移区域(204)；在所述漂移区域(204)上或者上方的半导体鳍片(206)；和在所述半导体鳍片(206)上或者上方的源/漏电极(214，216)，其中，所述半导体鳍片(206)具有能导电的区域(208)和限制结构(210)，所述能导电的区域将所述源/漏电极(214，216)与所述漂移区域(204)能导电地连接，所述限制结构横向地在所述能导电的区域(208)旁边构造并且从所述源/漏电极(214，216)到所述漂移区域(204)去地延伸，其中，所述限制结构(210)设置用于，将所述垂直场效应晶体管在所述半导体鳍片(206)中的导电的通道限制到所述能导电的区域(208)的区上。

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。常规的功率FinFET 100在衬底102上具有带有n型掺杂的漂移区域104、漏电极106、源电极108、栅电极110、半导体鳍片112、栅极电介质114和绝缘层116。半导体鳍片112借助于n+掺杂118与源电极108连接。在功率FinFET 100中，能切换的部件由窄的半导体鳍片112组成，所述半导体鳍片由于其几何结构和栅极金属化110的相配的选择而能切换。功率FinFET 100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。功率FinFET 100以其到目前为止的形式需要提供窄的半导体鳍片，所述窄的半导体鳍片的横向的宽度确定晶体管的接通电压。为了达到(所谓的常闭晶体管的)正的接通电压(阈值电压)(典型地，尤其是安全相关的应用中，要求所述正的接通电压)，半导体鳍片的至少100nm至小于100nm的宽度是必需的。半导体鳍片的宽度尤其取决于半导体鳍片的所使用的半导体材料以及栅极金属的逸出功。这类窄的半导体鳍片对于常规的光刻技术(如其典型地使用在功率晶体管的批量生产中)可能不再是可制造的。

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/所述方法实现具有正的接通电压也具有较宽的半导体鳍片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：带有第一导电性类型的漂移区域；在漂移区域上或者上方的半导体鳍片；和在半导体鳍片上或者上方的源电极/漏电极，其中，半导体鳍片具有能导电的区域和限制结构，所述能导电的区域将源电极/漏电极与漂移区域能导电地连接，所述限制结构在横向上构造在能导电的区域旁边并且从源电极/漏电极到漂移区域去地延伸，其中，限制结构设置用于，将垂直场效应晶体管在半导体鳍片中的导电的通道限制到能导电区域的区域上。这实现一种具有在结构上更宽的半导体鳍片、具有正的接通电压(阈值电压)的垂直场效应晶体管。正的阈值电压通过相对窄的、能导电的半导体鳍片来实现。在此，决定性的不是半导体鳍片的结构宽度，而是半导体鳍片的能导电的区域的宽度。与之相应地，当半导体鳍片的宽度的一部分是不导电的或者不能导电的时，在较宽的半导体鳍片中也可以实现阈值电压的提高。例如，可以在半导体鳍片的一部分中以p掺杂的区域形式构造限制结构，其中，p掺杂的区域在晶体管运行时作为在鳍片中的不能导电的区域起作用。半导体鳍片的确定阈值电压的宽度由半导体鳍片的始终导电的区域的宽度给出。