[实用新型]半导体器件和电子器件

说明书

本公开的实施例涉及半导体器件和电子器件。一种半导体器件，包括：碳化硅半导体本体，包括表面；所述半导体本体的所述表面上的绝缘结构；所述绝缘结构上的界面层；所述界面层上的钝化层，所述钝化层具有锚固元件，所述锚固元件包括：突出部，从所述钝化层开始完全延伸通过所述界面层并且至少部分地通过所述绝缘结构，所述突出部在到达所述半导体本体的所述表面之前终止于所述绝缘结构内、并且具有带有所述钝化层的单片本体。利用本公开的实施例有利地允许确保电子器件的高电性能，并且同时消除与钝化层的可能分离相关的结构问题。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体器件和电子器件。具体地，本公开涉及一种被设计成提高碳化硅(SiC)电子功率器件的可靠性的锚固元件，其中使用条件设想高电压并且在形成沟槽中带来困难。

背景技术

半导体工业已经对碳化硅(SiC)，特别是用于制造电子元件如二极管或晶体管，尤其是用于功率应用显示出相当大的兴趣。

在碳化硅衬底中形成的各种多型体(例如，3C－SiC，4H－SiC，6H－SiC)的电子器件具有许多优点，如存在许多优点，例如低导通状态输出电阻，低泄漏电流，对高工作温度的耐受性和高工作频率。

然而，基于碳化硅的电子器件的开发和制造受到诸如钝化层(包含在这些电子器件中，并且例如在电子器件的碳化硅的半导体本体上延伸)的电和机械性质的因素的限制。特别地，已知使用聚合物材料(例如，聚酰亚胺)来制造钝化层，所述聚合物材料使得能够承受电子器件的高操作温度并且具有例如高于400kV/mm的高介电强度。详细地，聚合物材料的高介电强度保证钝化层承受高电场，并因此承受跨越它们的高电势差，而不经历电击穿，并因此不变得导电。

然而，聚合物材料具有高的热膨胀系数(CTE)(例如，对于材料聚对苯撑苯并二噁唑(polybenzobisoxazole)或PIX，CTE＝43e^－61/K)，并且这引起钝化层对具有较低热膨胀系数(CTE＝3.8e^－61/K)的碳化硅的粘附性的问题。

特别地，在热循环测试(例如，在约－50℃和约+150℃之间进行)期间或在电子器件的使用期间，当电子器件经受高热摆幅(例如，其经受等于或高于约200℃的操作温度的差异)时，可能出现钝化层和碳化硅之间的粘附的这些问题。由于钝化层和碳化硅之间CTE的大差异，这些高的热摆幅在钝化层和碳化硅之间的界面处产生机械应力，这可导致钝化层相对于碳化硅半导体本体(至少部分)分层。

在这种分层足够大的情况下(例如，使得没有钝化层的部分插入设置在不同电位的电子器件的两个金属化层之间，这两个金属化层因此仅通过空气彼此分离)，在所述界面处可能产生放电，导致电子器件本身的损坏。特别地，当在反向偏置条件下使用电子器件时，由于要承受的高电压差(例如，高于1000V)，电子器件损坏的风险增加。

该问题的已知解决方案包括使用彼此不同的材料(例如，彼此连续的氮化硅，氧化硅和聚酰亚胺)的多个介电层来形成设计成限制与碳化硅半导体本体的界面处的机械应力的钝化多层。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种半导体器件以及一种电子器件，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

本公开的一方面提供了一种半导体器件，包括：碳化硅半导体本体，包括表面；所述半导体本体的所述表面上的绝缘结构；所述绝缘结构上的界面层；所述界面层上的钝化层，所述钝化层具有锚固元件，所述锚固元件包括：突出部，从所述钝化层开始完全延伸通过所述界面层并且至少部分地通过所述绝缘结构，所述突出部在到达所述半导体本体的所述表面之前终止于所述绝缘结构内、并且具有带有所述钝化层的单片本体。