[发明专利]半导体器件

说明书

本发明公开半导体器件。一种半导体器件包括半导体主体，其包括第一侧、第一导电类型的基极区，以及通过绝缘沟槽栅极电极结构与彼此分离的两个半导体台面，所述绝缘沟槽栅极电极结构从第一侧延伸到基极区中并且包括栅极电极和将栅极电极与半导体主体分离的电介质层。所述两个半导体台面中的每一个在垂直于第一侧的截面中包括与基极区形成第一pn结的第二导电类型的主体区、布置在主体区与第一侧之间并且具有比主体区更高的掺杂浓度的第二导电类型的闩锁安全区，以及布置在电介质层处并且在电介质层与闩锁安全区之间并且与主体区形成第二pn结的第一导电类型的发射极区。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件，特别地涉及双极型半导体器件并且涉及用于其的制造方法。

背景技术

汽车、消费品和工业应用中的现代设备的许多功能，诸如转换电能以及驱动电动机或电机，依赖于半导体器件诸如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。

在IGBT中，隔离栅FET（场效应晶体管）用于双极型晶体管的控制。在这样做时，隔离栅FET的低导通电阻R_on和快速电压控制与双极型晶体管的高电流和低饱和电压（VCEsat）组合在单个半导体器件中。相应地，IGBT广泛地使用在中等至高功率应用中，诸如开关模式电源、逆变器和牵引马达控制。单个功率IGBT可以具有高达大约100A或更大的电流开关能力并且可以承受高达6kV或甚至更大的阻断电压。

典型地，通常期望抵抗闩锁的高强度（ruggedness），即抵抗其中IGBT不再能够通过隔离栅关断的故障模式。取决于设计，甚至制造期间的小缺陷密度也可能造成降低抵抗所制造的IGBT的闩锁的强度。

相应地，存在改进双极型半导体器件的制造的需要。

发明内容

根据半导体器件的实施例，半导体器件包括具有第一侧的半导体主体。半导体主体包括第一导电类型的基极区，以及通过从第一侧延伸到基极区中的绝缘沟槽栅极电极结构与彼此分离的两个半导体台面。绝缘沟槽栅极电极结构包括栅极电极和将栅极电极与半导体主体分离的电介质层。两个半导体台面中的每一个在垂直于第一侧的截面中包括与基极区形成第一pn结的第二导电类型的主体区、布置在主体区与第一侧之间并且具有比主体区更高的掺杂浓度的第二导电类型的闩锁安全区，以及布置在电介质层处并且在电介质层与闩锁安全区之间并且与主体区形成第二pn结的第一导电类型的发射极区。两个半导体台面中的至少一个在截面中包括与闩锁安全区和发射极区形成相应欧姆接触的发射极接触件。

根据半导体器件的实施例，半导体器件包括具有第一侧的半导体主体。半导体主体包括第一导电类型的基极区、形成在两个沟槽之间的半导体台面，所述两个沟槽中的每一个从第一侧延伸到基极区中、布置在半导体台面中并且与基极区形成第一pn结的第二导电类型的主体区、与半导体台面中的主体区形成第二pn结的第一导电类型的发射极区、以及布置在第一pn结与第一侧之间并且具有比主体区更高的掺杂浓度的第二导电类型的闩锁安全区。发射极接触件与闩锁安全区和发射极区中的每一个形成相应欧姆接触。

根据用于形成半导体器件的方法的实施例，该方法包括提供晶片结构，所述晶片结构具有第一侧，并且包括第一导电类型的基极层、与基极层形成第一pn结的第二导电类型的主体层、从第一侧穿过第一pn结延伸的深沟槽。深沟槽中的每一个包括导电区和将导电区与基极层和主体层分离的电介质层。第一导电类型的两个发射极区和第二导电类型的两个闩锁安全区形成在主体层中，使得在垂直于第一侧的截面中，深沟槽中的第一深沟槽布置在两个发射极区之间，所述两个发射极区中的每一个邻接第一深沟槽的电介质层并且布置在两个闩锁安全区之一与第一深沟槽的电介质层之间。形成两个发射极接触件，使得两个发射极接触件中的每一个邻接两个发射极区中的一个和两个闩锁安全区中的一个。

本领域技术人员将在阅读以下详细描述时并且在查看附图时认识到附加的特征和优点。

附图说明