[发明专利]具有钝化层的半导体器件

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件、特别是功率半导体器件并且特别是具有钝化层的功率半导体器件。

背景技术

诸如功率二极管或功率晶体管之类的功率半导体器件能够阻断几十伏、几百伏或者甚至几千伏（kV）的高电压。高阻断电压与其中集成了半导体器件的有源区的半导体本体内的高电场相关联。尤其是在阻断状态下出现高电场的半导体本体的表面非常敏感，并且需要合适的处理以便防止可能导致降低电压阻断能力的恶化效应。这样的处理通常包括在所述表面上形成钝化层。合适的常规钝化层材料例如是半导体氧化物，比如二氧化硅SiO₂。

需要提供具有在机械和化学方面非常鲁棒的钝化层的半导体器件。

发明内容

第一实施例涉及一种半导体器件。所述半导体器件包括：具有第一表面的半导体本体、布置在第一表面上的接触电极、以及在第一表面上与接触电极邻近的钝化层。所述钝化层包括层堆叠，所述层堆叠具有第一表面上的无定形半绝缘层、所述无定形半绝缘层上的第一氮化物层、以及第一氮化物层上的第二氮化物层。

附图说明

现在将参照附图来解释实例。附图用来说明基本原理，所以只示出对于理解基本原理所必要的方面。附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。

图1示出包括第一表面上的钝化层的半导体器件的垂直剖视图；

图2示出包括第一表面上的钝化层和半导体本体中的pn结的半导体器件的垂直剖视图；

图3示出被实施为二极管的半导体器件的垂直剖视图；

图4示出被实施为MOS晶体管的半导体器件的垂直剖视图；

图5示出被实施为肖特基二极管的半导体器件的垂直剖视图；

图6示出图1的半导体器件的修改；以及

图7（其包括图7A到7D）示出用于产生包括第一表面上的钝化层的半导体器件的方法的实施例。

具体实施方式

在下列详细描述中对附图进行参照，所述附图形成其一部分，并且其中通过说明的方式示出其中可以实践本发明的特定实施例。

图1示出半导体器件（例如功率半导体器件）的一部分（section）的垂直剖视图。所述半导体器件包括具有第一表面101的半导体本体100。半导体本体100可以包括常规半导体材料，比如硅（Si）、碳化硅（SiC）等等。所述半导体器件还包括第一表面101上的并且邻接半导体本体100的接触电极21。接触电极21例如包括铝、铜、铝合金、铜合金、或者诸如AlSiCu之类的铝-铜合金。

接触电极21没有完全地覆盖第一表面101。至少在第一表面101的邻近接触电极21并且不被接触电极21覆盖的那些区内形成钝化层30。所述钝化层保护半导体本体100的第一表面101，并且提供半导体器件的长期稳定性。特别是，钝化层30防止或者至少减少在潮湿空气中操作半导体器件时可能发生的恶化过程。这些恶化过程特别可能在第一表面101的可能出现高电场的那些区内发生。

图1中所示的具有半导体本体100、半导体本体100的第一表面101上的接触电极21、以及钝化层30的基本器件结构可以在多个不同的半导体器件中找到，并且不限于一个特定类型的半导体器件。因此，在图1中仅仅示出半导体本体100，但没有示出在半导体本体100中实施的特定器件区。在下面参照图2到6解释特定半导体器件的以及半导体本体100中的特定器件结构的一些实施例。

参照图1，钝化层30包括层堆叠，所述层堆叠具有一个形成在另一个之上的几层。所述层堆叠包括第一表面101上的无定形半绝缘层31。根据一个实施例，无定形半绝缘层31邻接第一表面101。所述无定形半绝缘层例如是无定形氢掺杂（含氢）层，比如无定形氢掺杂碳化硅（aSiC:H）层、无定形氢掺杂碳（aC:H）层、无定形氢掺杂硅（aSi:H）层等等。借助于其半绝缘特性，所述无定形半绝缘层可以不仅用来钝化第一表面101，而且可以充当影响沿着第一表面101的电位分布的电活性层。不过，无定形半绝缘层在机械方面非常硬，并且因此提供了对于半导体本体100的良好机械保护。举例来说，aSiC:H层的硬度（根据Vickers）是大约21GPa，并且杨氏模量（弹性模量）是大约110GPa。