【技術實現步驟摘要】
本公開涉及一種功率半導體裝置和一種制造功率半導體裝置的方法，具體地但不排他地，本公開涉及屏蔽柵極溝槽(sgt)金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)。
技術介紹
1、溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)是眾所周知的，并且在許多應用中使用。在溝槽mosfet中，電流從mosfet的一個表面豎直地傳導到mosfet的另一個表面。
2、影響mosfet在導通狀態(其中電流被豎直地傳導)與關斷狀態(其中沒有電流被傳導)之間進行切換的效率的因素包括根據mosfet的柵極傳導區與漏極區之間的mosfet的固有電容推導的電荷。為了提高mosfet的切換效率，期望生產一種在柵極導電區與漏極或集電極區之間電荷減少的mosfet。
技術實現思路
1、在所附權利要求書中闡述了各方面和優選特征。
2、根據本公開的第一方面，提供了一種半導體功率裝置，所述半導體功率裝置包括有源區，所述有源區包括：
3、第一導電類型的漂移區；
4、第二導電類型的體區，所述體區設置在所述漂移區之上，其中所述第二導電類型與所述第一導電類型相反；
5、溝槽，所述溝槽與所述體區和所述漂移區接觸，所述溝槽包括：
6、柵極導電區；
7、源極導電區，所述源極導電區包括第一連接部分和第二連接部分，所述源極導電區的所述第二部分布置在所述柵極導電區與所述源極導電區的所述第一部分之間；以及
8、第一絕緣區，所述第一絕緣區布置在所述源極導
9、第二絕緣區，所述第二絕緣區布置在所述源極導電區與所述柵極導電區之間；以及
10、其中所述源極導電區被配置成使得所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第一部分之間的第一寬度大于所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第二部分之間的第二寬度，并且其中所述第二部分的高度介于0.05μm與所述源極導電區的所述第一部分的高度的1/5之間。
11、如上所述，通過提供具有所述第一連接部分和所述第二連接部分的所述源極導電區，可以減少所述裝置的所述柵極導電區與所述漏極區之間的電荷。這可以提高裝置的切換效率和性能。
12、所述源極導電區可以被配置成使得所述源極導電區的所述第二部分在跨越所述溝槽的所述側壁的方向上延伸。所述源極導電區可以被配置成使得所述源極導電區的所述第一部分在平行于(例如，實質上平行于)所述溝槽的所述側壁的方向上延伸。
13、所述源極導電區的所述第二部分的寬度可以介于0.3μm與4.9μm之間。
14、所述源極導電區的所述第一部分的高度可以介于0.1μm與10μm之間。
15、所述源極導電區的所述第一部分的寬度可以介于0.05μm與1μm之間。
16、所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第二部分之間的第二寬度可以介于第一寬度的5％與95％之間。
17、所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第一部分之間的第一寬度可以介于0.1μm與2μm之間。
18、所述源極導電區可以被配置成使得所述第二寬度沿著所述源極導電區的所述第二部分的所述高度是一致的，或者沿著所述源極導電區的所述第二部分的所述高度變化。
19、所述源極導電區的所述第二部分的形狀可以包括以下中的至少一者：四邊形形狀和/或圓形形狀。
20、所述半導體裝置可以包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)或絕緣柵雙極晶體管(igbt)。
21、根據本公開的第二方面，提供了一種制造半導體功率裝置的有源區的方法，所述方法包括：
22、在半導體區中形成溝槽；
23、在所述溝槽中形成第一絕緣區；
24、在所述溝槽中形成源極導電區，使得所述第一絕緣區布置在所述源極導電區與所述溝槽的側壁之間，所述源極導電區包括第一連接部分和第二連接部分，其中所述源極導電區被形成為使得所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第一部分之間的第一寬度大于所述第一絕緣區在所述溝槽的所述側壁中的每個側壁與所述源極導電區的所述第二部分之間的第二寬度，并且其中所述第二部分的高度介于0.05μm與所述源極導電區的所述第一部分的高度的1/5之間；
25、在所述源極導電區的所述第二部分上形成第二絕緣區；和
26、在所述溝槽中形成柵極導電區，使得所述源極導電區的所述第二部分布置在所述柵極導電區與所述源極導電區的所述第一部分之間。
27、在所述溝槽中形成所述第一絕緣區可以包括在所述半導體區上以及在所述溝槽的內壁上沉積絕緣材料層。
28、在所述溝槽中形成所述源極導電區可以包括形成所述源極導電區的所述第一部分。形成所述源極導電區的所述第一部分可以包括：
29、在所述絕緣材料層上沉積導電材料層，并且部分地去除所述導電材料層，使得所述導電材料層的高度小于所述溝槽的高度；
30、部分地去除所述絕緣材料層以暴露出所述導電材料層的部分；以及
31、去除所述導電材料層的所述被暴露出的部分，以在所述溝槽的上部部分中形成腔或凹槽。
32、在所述溝槽中形成所述源極導電區可以包括形成所述源極導電區的所述第二部分。形成所述源極導電區的所述第二部分可以包括：
33、在所述溝槽的所述上部部分中所形成的所述腔或凹槽中沉積所述導電材料層，所述導電材料層連接到所述源極導電區的所述第一部分；
34、部分地去除所述導電材料層以形成所述源極導電區的所述第二部分。
35、根據本公開的第三方面，提供了一種制造半導體功率裝置的方法，該方法包括：
36、制造根據第二方面所述的半導體功率裝置的有源區。
37、本公開的裝置和制造方法相對于現有技術的裝置具有一個或多個以下優點：
38、-該裝置可以具有改善的切換效率和性能，例如由于柵極導電區和漏極區之
39、間電荷的減少；
40、-可以減小裝置的柵極反彈效應；
41、-制造步驟可以與現有的mosfet和/或igbt制造工藝兼容，以及/或者可以使用mosfet和/或者igbt制造廠中常見的材料和處理設備來執行。
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1.一種半導體功率裝置(200)，所述半導體功率裝置包括有源區，所述有源區(205)包括：
2.根據權利要求1所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)被配置成使得所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)在跨越所述溝槽(225)的所述側壁的方向上延伸，并且所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)在平行于所述溝槽(225)的所述側壁的方向上延伸。
3.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的寬度(W3)介于0.3μm與4.9μm之間。
4.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)的所述高度(H1)介于0.1μm與10μm之間。
5.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)的寬度(W4)介于0.05μm與1μm之間。
6.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述第二寬度(
7.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述第一寬度(W1)介于0.1μm與2μm之間。
8.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)被配置成使得所述第二寬度(W2)沿著所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的所述高度(H2)是一致的，或者沿著所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的所述高度(H2)變化。
9.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的形狀包括以下中的至少一者：四邊形形狀和/或圓形形狀。
10.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述半導體裝置包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
11.一種制造半導體功率裝置(200)的有源區(205)的方法，所述方法包括：
12.根據權利要求11所述的制造半導體功率裝置(200)的有源區(205)的方法，其中在所述溝槽(225)中形成所述第一絕緣區(240a)包括在所述半導體區(300)上以及在所述溝槽(225)的內壁上沉積絕緣材料層(310)。
13.根據權利要求12所述的制造半導體功率裝置(200)的有源區(205)的方法，其中在所述溝槽(225)中形成所述源極導電區(230)包括形成所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)，其中形成所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)包括：
14.根據權利要求13所述的制造半導體功率裝置(200)的有源區(205)的方法，其中在所述溝槽(225)中形成所述源極導電區(230)包括形成所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)，其中形成所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)包括：
15.一種制造半導體功率裝置(200)的方法，所述方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種半導體功率裝置(200)，所述半導體功率裝置包括有源區，所述有源區(205)包括：
2.根據權利要求1所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)被配置成使得所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)在跨越所述溝槽(225)的所述側壁的方向上延伸，并且所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)在平行于所述溝槽(225)的所述側壁的方向上延伸。
3.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的寬度(w3)介于0.3μm與4.9μm之間。
4.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)的所述高度(h1)介于0.1μm與10μm之間。
5.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)的所述第一部分(230a)的寬度(w4)介于0.05μm與1μm之間。
6.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述第二寬度(w2)介于所述第一寬度(w1)的5％與95％之間。
7.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述第一寬度(w1)介于0.1μm與2μm之間。
8.根據任一前述權利要求所述的半導體功率裝置(200)，其中所述源極導電區(230)被配置成使得所述第二寬度(w2)沿著所述源極導電區(230)的所述第二部分(230b)的所述高度(h2)是一致的，或者...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許志維，迪帕克·錢德拉·潘迪，亞當·布朗，
申請(專利權)人：安世有限公司，
類型：發明
國別省市：
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