在边缘区域具有场电介质的半导体器件的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]像是半桥电路的应用在半导体开关器件的半导体本体的本体与漂移区之间使用本体二极管作为在开关器件的反向模式下的续流二极管。在本体二极管的正向偏置模式下，注射到漂移区中的空穴和电子形成导致本体二极管的低正向电压降的高密度电荷载流子等离子体。电荷载流子的显著部分涌进将包括晶体管单元的有源区域与半导体本体的侧表面相分离的边缘区域。当开关器件从反向偏置变成正向偏置时，本体二极管从正向偏置变成反向偏置并且移动电荷载流子被从漂移区移除。
[0002]期望的是提供更可靠的半导体器件。
【发明内容】
[0003]根据一个实施例，半导体器件包括具有布置在有源区域中且不在有源区域与半导体本体的侧表面之间的边缘区域中的晶体管单元的半导体本体。场电介质邻接半导体本体的第一表面并且在边缘区域中将连接到晶体管单元的栅极电极的导电结构与半导体本体相分离。场电介质包括从第一垂直延伸部到第二更大的垂直延伸部的过渡部。该过渡部在半导体本体中的非可耗尽延伸区的垂直突出部中，其中非可耗尽延伸区具有晶体管单元的本体/阳极区的导电类型，并且电连接到本体/阳极区中的至少一个。
[0004]根据另一个实施例，半导体器件包括具有布置在有源区域中且不在有源区域与半导体本体的侧表面之间的边缘区域中的晶体管单元的半导体本体。中间层电介质结构邻接半导体本体的第一表面。在边缘区域中，中间层电介质结构将栅极构造与半导体本体相分离。在半导体本体中的该栅极构造的至少一部分的垂直突出部中的是具有晶体管单元的本体/阳极区的导电类型的非可耗尽延伸区。该非可耗尽延伸区电连接到本体/阳极区中的至少一个。
[0005]根据另一实施例，半桥电路包括具有布置在有源区域中且不在有源区域与半导体本体的侧表面之间的边缘区域中的晶体管单元的半导体本体。场电介质邻接半导体本体的第一表面并且在边缘区域中将导电结构与半导体本体相分离。场电介质包括从第一垂直延伸部到第二更大的垂直延伸部的过渡部。该过渡部在半导体本体中的非可耗尽延伸区的垂直突出部中，其中非可耗尽延伸区具有晶体管单元的本体/阳极区的导电类型，并且电连接到本体/阳极区中的至少一个。
[0006]在阅读以下详细描述时且在查看附图时，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。
【附图说明】
[0007]附图被包括来提供对本发明的进一步理解并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。这些图图示了本发明的实施例并连同描述一起用来解释本发明的原理。本发明的其他实施例和意图的优点将被容易地意识到，因为通过参考以下详细描述它们变得更好理解。
[0008]图1A是根据与平面栅极电极和在半导体本体与导电结构之间的场电介质的无台阶过渡部有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性横截面视图。
[0009]图1B是根据与平面栅极电极和在半导体本体与导电结构之间的场电介质的有台阶过渡部有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性横截面视图。
[0010]图1C是根据与平面栅极电极和在半导体本体与导电结构之间的场电介质的无台阶过渡部有关的实施例的超结IGFET的一部分的示意性横截面视图。
[0011]图1D是根据与埋入式可耗尽延伸区和在导电结构与半导体本体之间的场电介质的无台阶过渡部有关的实施例的超结IGFET的一部分的示意性横截面视图。
[0012]图1E是根据与埋入式栅极电极有关的实施例的超结IGFET的一部分的示意性横截面视图。
[0013]图1F是根据另一个实施例的MCD(M0S控制的二极管)的一部分的示意性横截面视图。
[0014]图2A是根据具有以恒定掺杂剂浓度沿着圆周线围绕有源区域的非可耗尽延伸区的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0015]图2B是根据提供围绕有源区域且包括增强掺杂剂浓度的区段的非可耗尽延伸区的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0016]图2C是根据具有在栅极构造的垂直突出部中形成的非可耗尽延伸区的扩大部分的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0017]图2D是根据具有在栅极构造的垂直突出部中排他地形成的非可耗尽延伸区的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0018]图2E是根据具有包括在栅极构造的垂直突出部中的增强掺杂剂浓度的区段的非可耗尽延伸区的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0019]图2F是根据提供分段式非可耗尽延伸区的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0020]图2G是根据具有在栅极构造的一部分的垂直突出部中形成的非可耗尽延伸区的一部分的实施例的半导体器件的示意性横向横截面视图。
[0021]图3是根据具有在栅极构造的一部分的垂直突出部中的非可耗尽延伸区的另一个实施例的半导体器件的一部分的示意性横截面视图。
[0022]图4是比较关断损耗以用于说明实施例的效果的示意图。
[0023]图5A是根据具有两个η型IGFET的实施例的半桥电路的示意性电路图。
[0024]图5Β是根据具有P型和η型IGFET的实施例的半桥电路的示意性电路图。
[0025]图5C是根据具有IGBT的实施例的半桥电路的示意性电路图。
[0026]图是根据另一实施例的全桥电路的示意性电路图。
【具体实施方式】
[0027]在以下详细描述中，对附图进行参考，附图形成其一部分并且在附图中以举例说明的方式示出其中可以实践本发明的特定实施例。应理解的是，可以利用其他实施例并且可以在不偏离本发明的范围的情况下进行结构或逻辑改变。例如，针对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结合其他实施例使用以产出又另一实施例。所意图的是，本发明包括这样的修改和变化。使用特定语言描述示例，其不应当被解释为限制所附权利要求的范围。这些图未按比例并且仅用于说明性目的。为了清楚起见，如果未另有说明，已经通过在不同的附图中的对应标记指定了相同的元件。
[0028]术语“具有”、“包含”、“包括”、“包括有”等等是开放的，并且这些术语指示所陈述的结构、元件或特征的存在但不排除附加的元件或特征。冠词“一个”、“一”和“该”意图包括复数以及单数，除非上下文清楚地另有指示。
[0029]术语“电连接”描述电连接的元件之间的永久性低欧姆连接，例如所关注的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”包括可以在电耦合的元件之间提供被适配用于信号传输的一个或多个中间元件，例如可控用来临时地提供第一状态下的低欧姆连接和第二状态下的高欧姆电解耦的元件。
[0030]这些图通过紧挨着掺杂类型“η”或“ρ”指示或“ + ”来图示了相对掺杂浓度。例如，“η ”意指低于“η”掺杂区的掺杂浓度的掺杂浓度，而“η+”掺杂区具有比“η”掺杂区更高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“η”掺杂区可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。
[0031]图1A到IE提及包括有源晶体管单元和/或可控减饱和或注射单元的可控半导体器件500，例如可控半导体二极管，以示例的方式，诸如MCD、包括通常意义上包括具有金属栅极的FET以及具有非金属栅极的FET的MOSFET (金属氧化物半导体FET)的IGFET (绝缘栅极场效应晶体管)、JFET (结型场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅极双极型晶体管)和半导体闸流管。
[0032]半导体器件500中的每一个基于来自诸如硅(Si)、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、硅锗晶体(SiGe)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)或任何其他AmBv半导体之类的单晶态半导体材料的半导体本体100。
[0033]半导体本体100具有第一表面101，该第一表面101可以是近似平面的或者其可以由共平面表面区段以及平行于第一表面101的主要是平面的第二表面102所跨越的平面给出。第一和第二表面101、102之间的最小距离被选择成实现半导体器件500的指定的电压阻断能力。侧表面103