[发明专利]半导体器件的含导电颗粒的绝缘体与半导体构成的耐压层

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及高压和/或功率器件的耐压结构。

背景技术

在本发明人以前提出的发明专利ZL01139957.0(申请日2001年11月21日)及US 7,230,310B2(申请日2007年1月12日)中曾经提出了一种用高介电系数介质与半导体构成的半导体器件的耐压层的结构。利用该结构可以使耐压层有较重的掺杂而这种掺杂又不会导致较高的电场。其原理和超结器件的结构类似。

可是，高介电系数的材料固然不少，但它们不一定和半导体有相同的膨胀系数。而功率器件在使用时温度会有变化。此外，一般高介电系数的材料为铁电材料，其介电系数与所加电场的历史有关。用铁电材料做这种结构内的高介电系数材料显然是对高速度功率器件较为不利。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明实施例的内容包括：

1.根据本发明的一个方面，提供一种半导体器件，在该半导体器件两个相对的主表面(第一主表面和第二主表面)内至少含有一个元胞，每个元胞在紧贴第一主表面(各图中除电极以外的最上表面)内有一个器件的第一特征区(例如图2和图3中的p⁺区24，或图7中的M区21，或图8中的p区22及M区21，或图9中的p区57及n⁺区56，或图10-13中的p⁺区29、n⁺区30及栅绝缘区32)，在紧贴第二主表面(各图中除电极以外的最下表面)内有一个器件的第二特征区(图2、图3和图7中的n⁺区25，或图8中的n区20及n⁺区25，或图10中的n⁺区28与n区45，或图11中的n⁺区28，或图12中的p⁺区36，或图13中的p⁺区36与n区46，或图14中的p⁺区54与n区55，或图16中的n⁺区51)，在器件的第一特征区和第二特征区之间存在一个耐压区(图2(a)、图3、图7、图8、图9、图14、图16中的n区27与I区38，或图2(b)中的p区37与I区38，或图2(c)、图2(d)、图11、图12、图13中的n区27与p区37及I区38，或图10中的n区43与I区38)，所述耐压区包括至少一个半导体区(图2(a)、图3、图7、图8、图9、图14、图16中的n区27，或图2(b)中的p区37，或图2(c)、图2(d)、图11、图12、图13中的n区27与p区37，或图10中的n区43)和一个含导电颗粒的绝缘体区(各图中的I区38)，所述半导体区和所述含导电颗粒的绝缘体区之间有相互直接连接的面(例如图2(a)中的n区27与I区38之间的接触面)。这种耐压区结构不仅可利用来制造高耐压的器件，还可以用作高耐压器件的结边缘技术。

所述耐压区中的含导电颗粒的绝缘体区中的导电颗粒是均匀分布的，或是不均匀分布的，含导电颗粒的绝缘体区中的绝缘体是一种单一化学成分的材料，或不是一种单一化学成分的材料。

所述半导体器件的电极在各图中用粗线表示，是在上表面之上或是在下表面之下。

2.(参见图4、图5)根据发明内容1所述的半导体器件是由多个元胞的密堆积形成的。在器件的第一特征区和第二特征区之间的一个剖面上，耐压区的构造是叉指条形结构(参见图4(a)、图5(a))，或六角形结构(参见图4(g)、图4(h)、图5(g)或图5(h))，或长方形结构(参见图4(d)、图4(e)、图5(d)或图5(e))，或方块形结构(参见图4(b)、图4(c)、图5(b)、图5(c))，或镶嵌方块形结构(参见图4(f)、图5(f))。

在离开第一主表面的不同距离的剖面上，含导电颗粒的绝缘体区的面积与半导体区的面积的比例是不变的(例如图2、图3所示)或是变化的(例如图15、图16所示)。

3.(参见图2、图3)根据发明内容1所述的耐压区中的半导体区是第一种导电类型的半导体区与/或第二种导电类型的半导体区构成(例如图2(a)中的耐压区中的半导体区是n型区27，图2(b)中的耐压区中的半导体区是p型区37，图2(c)中的耐压区中的半导体区是由n型区27与p型区37共同构成)。

4.(参见图2、图3及图9-11)根据发明内容1所述的半导体器件，器件的第二特征区是一个第一种导电类型的半导体区(例如图2、图3中的n⁺区25)。