[发明专利]功率半导体装置和用于制造功率半导体装置的方法

摘要

根据本发明的功率半导体装置是沟槽功率场效应晶体管，在沟道区内的所有位置，第一局部掺杂浓度小于1·1017 cm‑3。在基层中，第二局部掺杂浓度在基层内的所有位置是至少1·1017 cm‑3。在本发明中，沟道长度LCH满足以下不等式：（I），其中是沟道区的介电常数，是栅极绝缘层的介电常数，是在垂直于在栅极绝缘层和沟道区之间的界面的方向上沟道区的厚度，以及是在垂直于在栅极绝缘层和沟道区之间的界面的方向上栅极绝缘层的厚度。

主权项

1.一种功率半导体装置，包括：具有第一传导类型的漂移层（7）；在所述漂移层（7）上提供并且具有不同于所述第一传导类型的第二传导类型的基层（6；26；36；46），所述基层（6；26；36；46）与所述漂移层（7）形成第一p‑n结；在所述基层（6；26；36；46）上提供并且具有所述第一传导类型的源极层（5），所述基层（6；26；36；46）与所述源极层（5）形成第二p‑n结；具有所述第二传导类型并且从所述源极层（5）延伸到所述漂移层（7）的沟道区（15），所述沟道区（15）与所述源极层（5）形成第三p‑n结，并且与所述漂移层（7）形成第四p‑n结，以及用于控制所述沟道区（15）的电传导性的沟槽栅极结构，所述沟槽栅极结构包含电传导栅极电极（10）和使所述栅极电极（10）与所述沟道区（15）电绝缘的栅极绝缘层（11），其中第一局部掺杂浓度在所述沟道区（15）内的所有位置小于1·10¹⁷ cm^‑‑3，并且在所述沟道区（15）中所述第一局部掺杂浓度的平均值小于4·10¹⁶ cm^‑3，在所述基层（6；26；36；46）中，第二局部掺杂浓度在所述基层（6；26；36；46）内的所有位置是至少1·10¹⁷ cm^‑3，所述沟道区（15）和所述基层（6；26；36；46）彼此直接接触，其特征在于，其中是沟道长度，其中所述沟道长度被定义为沿在所述沟道区（15）和所述栅极绝缘层（11）之间的界面从所述第三p‑n结到所述第四p‑n结的最短路径的长度，是所述沟道区（15）的介电常数，是所述栅极绝缘层（11）的介电常数，是在垂直于在所述栅极绝缘层（11）和所述沟道区（15）之间的界面的方向上所述沟道区（15）的厚度，以及是在垂直于在所述栅极绝缘层（11）和所述沟道区（15）之间的所述界面的方向上所述栅极绝缘层（11）的厚度，其中所述沟道区（15）的所述厚度t_CH是在从1 nm到10 nm的范围中。