[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件，特别是一种具有接触在半导体基底的相对侧上的源极区和栅电极的半导体器件。

背景技术

垂直功率晶体管(特别是垂直MOS晶体管，诸如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或功率IGBT(绝缘栅双极晶体管))广泛使用在工业、汽车或消费应用上，诸如功率转换器电路或针对不同类型的负载的负载驱动电路，诸如灯或发动机。垂直功率晶体管包括半导体基底和沿半导体基底的垂直方向延伸的负载路径，使得负载端(源和漏端)位于半导体基底的相对侧上。

通常，垂直MOS晶体管的栅端与源端位于半导体基底的同一侧上。这是因为源极区和栅电极通常位于接近半导体基底的同一侧上的表面区域。然而，存在下述应用：其中，期望在半导体基底的一侧上只有源端(源敷金属)并且在相对侧上有漏端和栅端。例如，在半导体基底的一侧上只有源端对于其中将MOS晶体管用作低侧开关的那些应用来说是有益的，该低侧开关具有与具有低侧供给电势的端子(诸如，地)相连接的源端。该情况下，源敷金属可被直接焊接至接触表面，诸如引线框，该接触表面连接至低侧电势。当低侧电势为地时，引线框可被直接安装至冷却元件而不需在引线框和冷却元件之间提供电绝缘。这提供了MOS晶体管的高效冷却，其中，大部分热量在接近源极区处被消散，以及，因此，在接近源端所处的表面处被耗散。

存在下述需要：提供一种垂直功率晶体管，其具有位于半导体基底的同一侧上的漏和栅端，并能够在关断状态中耐受高电压，特别是超过100V的电压。

发明内容

本发明的一个实施涉及一种半导体器件，该半导体器件包括半导体基底，该半导体基底具有第一表面、与第一表面相对的第二表面、第一区域和在该半导体基底的横向方向上邻接第一区域的第二区域。该半导体器件进一步包括处于第一区域中的具有源极区、基底区、漂移区、漏极区和栅电极的至少一个器件单元。源电极与源极区连接并被布置在第一表面上，以及漏电极与漏极区连接并被布置在第二表面上。第一过孔位于邻近第二区域处，在半导体基底的垂直方向上延伸，与第二区域电绝缘，并与至少一个器件单元的栅电极电连接。栅接触电极被布置在第二表面上并与该过孔电连接。该半导体器件进一步包括处于第二区域中的边缘终止结构，该边缘终止结构包括与漂移区具有相同掺杂类型且在横向方向上邻接漂移区的第一终止区域和具有与第一半导体区域的掺杂类型互补的掺杂类型的第二终止区域。第二终止区域电耦合至源电极，被布置为在横向方向上远离漂移区和漏极区，并被布置为相比于与第一表面的距离更接近于第二表面。

本领域技术人员将在阅读以下详细描述时以及在查看附图时认识到附加特征和优点。

附图说明

现在将参照附图来说明示例。附图用于示意基本原理，从而仅示意了理解基本原理所必需的方面。附图不是按比例绘制的。在附图中，相同的参考标记指代相似的特征。

图1示意了包括半导体基底的第一区域内的至少一个器件单元、半导体基底的第二区域内的边缘终止结构、和连接在栅电极和栅端之间的栅极过孔的半导体器件的垂直横截面视图。

图2示意了根据第一实施例的单元区域的水平横截面视图。

图3示意了根据第二实施例的单元区域的水平横截面视图。

图4示意了图1所示的半导体器件的一个细节。

图5示意了根据第一实施例的具有过孔的半导体器件的水平横截面视图。

图6示意了根据第二实施例的具有栅极过孔的半导体器件的水平横截面视图。

图7示意了在第二区域内具有环形介电层的半导体器件的水平横截面视图。

图8示意了根据另一实施例的在第二区域内具有介电层的半导体器件的水平横截面视图。

图9示意了根据另一实施例的栅极过孔的垂直横截面视图。

图10示意了具有栅极过孔和深源极过孔的半导体器件的垂直横截面视图。

图11示意了图10中所示的结构的修改。

图12示意了根据另一实施例的具有栅极过孔和深源极过孔的半导体器件的水平横截面视图。

图13示意了在第二区域中具有补偿区域的半导体器件的垂直横截面视图。

图14示意了具有带有补偿区域的器件单元的半导体器件的垂直横截面视图。

图15示意了包括具有补偿区域的器件单元、具有补偿区域的第二区域和深源极过孔的半导体器件的垂直横截面视图。

图16示意了根据另一实施例的半导体器件的垂直横截面视图。