[发明专利]具有提高的鲁棒性的垂直晶体管

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及一种垂直晶体管，具体来说，一种垂直功率MOSFET。

背景技术

诸如功率MOSFET的晶体管被广泛用作诸如电机、照明和其他的开关电力负载的电子开关，或用作开关式电源中的开关，仅提及了一些可能的应用。功率MOSFET包括在体区和漏区之间的漂移区，其中，PN结形成于体区和漏区之间。当在反方向上施加使PN结偏置的电压时，MOSFET断开，使得在漂移区中形成势垒区（depletion region）。漂移区的掺杂浓度和长度是定义MOSFET电压阻断能力的几个参数中的两个。电压阻断能力是在发生雪崩击穿之前可施加到PN结的最大电压。当雪崩击穿使得大电流在反方向上流经MOSFET时，该电流引起MOSFET发热。

根据MOSFET的具体类型，电压阻断能力可能在几十伏到最多几千伏（kV）之间。现今的MOSFET器件有暂时承受雪崩击穿而不至于被损坏或者甚至被毁的能力。MOSFET的鲁棒性由在雪崩击穿状态中不至于被损坏或被毁的情况下可消散的能量来定义。

需要进一步提高MOSFET器件的鲁棒性。

发明内容

本发明的第一实施方式涉及一种晶体管。该晶体管包括：具有第一水平表面的半导体本体，被设置在半导体本体中的漂移区，被设置在半导体本体的沟道中的多个栅电极。沟道具有纵向方向并且相对于彼此平行延伸，其中，沟道的纵向方向在半导体本体的第一横向方向上延伸。该晶体管还包括设置在沟道之间的体区和设置在沟道之间的源区，其中，体区在半导体本体的竖直方向上被设置在漂移区和源区之间。在第一水平表面中，源区和体区在第一横向方向上被交替设置，以及源电极在第一表面中被电连接到源区和体区。

第二实施方式涉及一种晶体管。该晶体管包括：具有第一水平表面的半导体本体，被设置在半导体本体中的漂移区，以及被设置在半导体本体的沟道中的多个栅极。沟道具有纵向方向并且相对于彼此平行延伸，其中，沟道的纵向方向在半导体本体的第一横向方向上延伸。该晶体管还包括设置在沟道之间的体区，以及设置在沟道之间的源区。源区延伸到第一表面并形成通过栅电极划分成源区的至少一个源区域。第一表面中的源区域被由包括延伸到第一表面的多个体区的体区域所包围。

附图说明

现将参考附图解释示例。附图有助于说明基本原理，因此仅仅说明了为理解该基本原理所需的方面。附图没有按比例。在附图中相同的参考数字指示相同的信号和电路部件。

图1A至图1C示出了实施为MOSFET的晶体管的第一实施方式；

图2A和图2B示出了实施为MOSFET的晶体管的第二实施方式；

图3A和图3B示出了实施为MOSFET的晶体管的第三实施方式；以及

图4A至图4C示出了实施为MOSFET的晶体管的另外的实施方式。

具体实施方式

图1A至图1C示出了实施为MOSFET的晶体管的第一实施方式。图1A示出了集成在MOSFET的有源区中的半导体本体100的水平截面图。图1B示出了MOSFET部分的第一垂直截面图，以及图1C示出了MOSFET部分的第二垂直截面图。图1A示出了在图1B和图1C中示出的在水平截面平面C-C中的水平截面图，图1B示出了在图1A中示出的在垂直截面平面A-A中的垂直截面图，以及图1C示出了在图1A中示出的在垂直截面平面B-B中的垂直截面图。

MOSFET包括设置在半导体本体100的沟道中的多个栅电极21。沟道具有纵向方向，并且相对于彼此平行延伸，其中，沟道的纵向方向在半导体本体100的第一横向方向x上延伸。通过栅极电介质22，每个栅电极21与半导体本体100的区域介质隔离（dielectrically insulated）。