半导体器件和有隔离源区的反向导电绝缘栅双极晶体管的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在类似IGBT (绝缘栅双极晶体管)以及RC-1GBT (反向导电IGBT)的半导体开关器件中，移动的电荷载流子涌到低掺杂的漂移区并且形成了提供低导通状态电阻的电荷载流子等离子体体。为了达到高短路鲁棒性，源区仅被形成在单元区域的部分中以便于限制最大短路电流。另一方面，减小源区面积可以不利地影响漂移区中电荷载流子等离子体体。期望提供具有改进开关特性的半导体器件。
【发明内容】
[0002]根据实施例，一种半导体器件包括:半导体台面，其包括与源区形成了第一 pn结以及与漂移区形成了第二 Pn结的至少一个本体区。在与至少一个本体区相对的漂移区的一侧处的基底层包括至少一个本体区的导电类型的第一区，以及漂移区的导电类型的第二区。电极结构被布置在半导体台面的相对侧上。电极结构中的至少一个包括配置用于控制流过至少一个本体区的电荷载流子的栅电极。分离区域分别被布置在源区中的两个源区之间。在分离区域中，(i)在栅电极与半导体台面之间的电容耦合低于分离区域的外侧，或者(?)漂移区的多数电荷载流子的导电率低于分离区域的外侧。
[0003]根据另一实施例，一种RC-1GBT(反向导电绝缘栅双极晶体管)包括:半导体台面，其包括与源区形成了第一 pn结以及与漂移区形成了第二 pn结的至少一个本体区。电极结构被布置在半导体台面的相对侧上。至少一个电极结构包括配置用于控制流过至少一个本体区的电荷载流子的栅电极。分离区域分别在源区中的两个源区之间。在分离区域中，(i)在栅电极与半导体台面之间的电容耦合低于分离区域的外侧，或者(ii)漂移区的多数电荷载流子的导电率低于分离区域的外侧。
[0004]本领域技术人员在阅读了以下详细描述后和在查看了附图后将认识到附加的特征和优点。
【附图说明】
[0005]附图被包括以提供对于本发明的进一步理解，并且被并入在该说明书中并构成了其一部分。附图图示了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。通过参考以下详细描述将容易领会本发明的其他实施例和意图的优点，因为它们变得更好理解。
[0006]图1A是根据实施例的在相邻源区之间具有分离区域的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0007]图1B是沿着线B-B的图1A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0008]图1C是沿着线C-C的图1A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0009]图1D是沿着线D-D的图1A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0010]图2A是根据包括了沿着相邻源区之间本体区具有非活动电极部分的分离区域的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0011]图2B是沿着线B-B的图2A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0012]图2C是根据包括沿着相邻源区之间漂移区区段具有非活动电极部分的分离区域的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0013]图2D是沿着线B-B的图2C的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0014]图3A是根据包括具有增大的电介质宽度的电极部分的分离区域的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0015]图3B是沿着线B-B的图3A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0016]图4是根据包括基于具有笔直和倾斜部分的半导体台面的倾斜部分的分离区域的实施例的RC-1GBT的一部分的示意性横向横截面视图。
[0017]图5A是根据与RC-1GBT相关的另外的实施例的在相邻源区之间具有电介质分离结构的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0018]图5B是沿着线B-B的图5A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0019]图6是根据与包括半导体连接部分的分离结构相关的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0020]图7是根据与在分离区域中辅助台面中掺杂的横向变化相关的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0021]图8A是根据与靠近晶体管单元的掺杂的横向变化相关的另外的实施例的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0022]图SB是沿着线C-C的图SB的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0023]图8C是根据与使用PLAD(等离子体掺杂)的掺杂的横向变化相关的实施例的半导体器件的一部分的示意性横截面视图。
[0024]图9A是根据与RC-1GBT相关的另外的实施例的在相邻源区之间具有电介质分离结构的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0025]图9B是沿着线B-B的图9A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0026]图9C是沿着线C-C的图9A的半导体器件部分的示意性横截面视图。
[0027]图9D是用于示意性图示了图9A至图9C的半导体器件的RC特性的图解。
[0028]图10是根据与RC-1GBT相关的另外的实施例的在相邻源区之间具有六个电介质分离结构的半导体器件的一部分的示意性横向横截面视图。
[0029]图11是根据涉及局部分离区域的实施例的半导体器件的示意性俯视图。
[0030]图12是用于图示根据另外的实施例的制造半导体器件的方法的示意性流程图。
[0031]图13A是根据在锥形部分的接触区域处提供了收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0032]图13B是根据在锥形部分之间提供了一致长度的收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0033]图13C是根据在不对称锥形部分的重叠区域中提供了收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0034]图13D是根据在单侧锥形部分之间提供了收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0035]图13E是根据在单侧锥形部分之间提供了收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的另一布局图的示意性平面图。
[0036]图13F是根据提供了宽间隔台面分支作为收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0037]图13G是根据提供了窄间隔台面分支作为收缩部分的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
[0038]图13H是根据提供了台面分支作为收缩部分的另外的实施例的用于前驱物半导体台面的布局图的示意性平面图。
【具体实施方式】
[0039]在以下详细描述中，参考附图，所述附图形成了该描述一部分并且其中通过例证的方式示出可以实践本发明的具体实施例。应该理解的是，可以利用其他实施例并且可以做出结构或逻辑上改变而不脱离本发明的范围。例如，对于一个实施例图示或描述的特征可以用于其他实施例上或者与其他实施例结合以产出又另外的实施例。意图的是，本发明包括这些修改和变型。使用具体语言描述了示例，其不应被解释为限定了所附权利要求的范围。附图并未按照比例，并且仅用于例证性目的。为了清楚起见，已经在不同附图中由对应的附图标记指明了相同元件，如果没有另外的指示的话。
[0040]术语“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是开放式的，并且术语指示了所陈述的结构、元件或特征的存在，但是并未排除附加的元件或特征。冠词“一”、“一个”和“该”意在包括复数以及单数，除非上下文清楚地另有指示。
[0041]术语“电连接”描述了在电连接的元件之间的永久低欧姆连接，例如在所关注元件之间的直接接触，或者经由金属和/或高掺杂半导体的低欧姆连接。术语“电耦合”包括适合于在电耦合的元件之间可提供信号传输的一个或多个(多个)插入元件，例如可控制以临时在第一状态下提供低欧姆连接以及在第二状态下提供高欧姆电解耦的元件。
[0042]附图通过紧接于掺杂类型“η”或“p”指示或“ + ”而图示了相对掺杂浓度。例如，“η”意味着低于“η”_掺杂区域的掺杂浓度的掺杂浓度，而“η+”_掺杂区域具有比“η”_掺杂区域更高的掺杂浓度。相同相对掺杂浓度的掺杂区域并不必须具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同“η”_掺杂区域可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。
[0043]图1A至图1D图示了半导体器件500的一部分，包括分配至相同半导体台面160的在相邻隔离的源区110之间的分离结构400。
[0044]半导体器件500可以是半导体二极管，例如MCD (M0S受控二极管)，或RC-1GBT (反向导电绝缘栅双极晶体管)。半导体器件500的半导体本体100由单晶半导体材料提供，举例来说，例如硅(Si)、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、硅锗晶体(SiGe)、氮化镓(GaN)或砷化镓(GaAs) ο
[0045]半导体本体100具有第一表面101，其可以近似平坦，或可以由共平面表面区段跨越的平面而限定，以及具有平行于第一表面101的主要平坦的第二表面102。第一和第二表面101、102之间的最小距离取决于针对半导体器件500规定的电压阻塞能力。例如，第一与第二表面101、102之间的距离可以在从90 μπι至120 μπι的范围中以用于针对约1200V阻塞电压规定的半导体器