[发明专利]包括边缘区域的半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

本发明涉及包括边缘区域的半导体器件和制造半导体器件的方法。一种半导体器件的半导体部分包括：半导体层，具有第一导电类型的漂移区和第二相反导电类型的至少一个杂质区。杂质区与元件区域中的半导体部分的第一表面邻接。连接层与第一表面相对地与半导体层直接邻接。在相对于第一表面的一定距离，过补偿区形成在包围元件区域的边缘区域中。过补偿区和连接层具有相反的导电类型。沿垂直于第一表面的方向，漂移区的一部分布置在第一表面和过补偿区之间。在局部高电流密度的情况下，过补偿区将局部抵消电场强度的进一步增加并且降低雪崩击穿的风险的电荷载流子注入到半导体层中。

背景技术

功率半导体器件在功率电子电路中被用作用于接通和断开利用高电流提供的负载的开关。通常，功率半导体器件能够在导电模式下传送高电流并且在反向阻断和/或正向阻断模式下承受高阻断电压。边缘终止结构在阻断模式下使包围有源元件区域的边缘区域中的电场分布平滑，以使得边缘区域中的最大电场强度至少接近于元件区域中的最大电场强度。具有n型漂移层的半导体器件的边缘终止结构可包括布置在沟槽中的场电极以及位于沟槽正下方并且与沟槽邻接的p型区。p型区使边缘区域中的等势线的曲率平滑。

希望提高半导体器件的可靠性。

发明内容

根据实施例，一种半导体器件的半导体部分包括：半导体层，具有第一导电类型的漂移区和第二导电类型的至少一个杂质区，第二导电类型是与第一导电类型相反的。杂质区与元件区域中的半导体部分的第一表面邻接。连接层与第一表面相对地与半导体层直接邻接。连接层中的平均杂质浓度是漂移区中的平均杂质浓度的至少十倍。过补偿区位于包围元件区域的边缘区域中。过补偿区和连接层具有相反的导电类型。沿垂直于第一表面的方向，漂移区的一部分布置在第一表面和过补偿区之间。

另一实施例涉及一种具有半导体部分的功率场效应晶体管，所述半导体部分包括：半导体层，包括第一导电类型的漂移区。第二相反导电类型的至少一个杂质区与元件区域中的半导体部分的第一表面直接邻接。第一导电类型的连接层与第一表面相对地与半导体层直接邻接。连接层中的平均杂质浓度是漂移区中的平均杂质浓度的至少十倍。第二导电类型的过补偿区形成在包围元件区域的边缘区域中。沿垂直于第一表面的方向，漂移区的一部分布置在第一表面和过补偿区之间。

一种功率绝缘栅双极晶体管的半导体部分包括：半导体层，具有第一导电类型的漂移区和第二导电类型的至少一个杂质区，第二导电类型是与第一导电类型相反的。杂质区与元件区域中的半导体部分的第一表面直接邻接。第二导电类型的连接层与第一表面相对地与半导体层直接邻接。连接层中的平均杂质浓度是漂移区中的平均杂质浓度的至少十倍。第二导电类型的过补偿区形成在包围元件区域的边缘区域中。沿垂直于第一表面的方向，漂移区的一部分布置在第一表面和过补偿区之间。

另一实施例提供一种制造半导体器件的方法。提供包括第一导电类型的漂移区的半导体层，其中半导体层与连接层邻接。连接层中的平均杂质浓度是漂移区中的平均杂质浓度的至少十倍。在包围元件区域的边缘区域中提供与连接层的导电类型相反的导电类型的过补偿区，其中沿垂直于连接层和半导体层之间的分界面的方向，漂移区的一部分布置在第一表面和过补偿区之间。在元件区域中，提供第二导电类型的至少一个杂质区，第二导电类型与第一导电类型互补，所述至少一个杂质区与连接层相对地与半导体层的第一表面邻接。

在阅读下面的详细描述时以及在观看附图时，本领域技术人员将会意识到另外的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步的理解，并且附图被包括在说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。本发明的其它实施例和预期优点将会容易理解，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。附图的元件不必相对于彼此按照比例绘制。相同的标号表示对应的相似部分。

图1A是根据本发明的实施例的在边缘区域中包括过补偿区的半导体器件的半导体部分的示意性剖视图。