[实用新型]晶体管和半导体装置

说明书

技术领域

本实用新型大致涉及电子装置，且更具体地涉及半导体、其结构和形成半导体装置的方法。 

背景技术

过去，半导体行业利用不同的结构和方法来形成可在两个方向上传导电流穿过晶体管的晶体管。这些晶体管通常被称作双向晶体管或双向场效应晶体管（FET）。一些双向FET是垂直电流晶体管，诸如垂直功率晶体管。通常，双向FET具有限制双向FET的应用的低切换频率。此外，击穿电压通常是低的，尤其在一个方向上。此外，工艺流程是复杂的，这增加制造成本。 

因此，需要具有一种双向晶体管，其具有较高切换频率，具有较佳击穿电压特性并且具有较低成本。 

实用新型内容

本实用新型的一个技术问题是解决与现有技术中存在的一个或更多个问题相关的问题。 

本实用新型的一个方面涉及一种晶体管，其包括：第一导电类型的半导体衬底，半导体衬底具有第一表面和第二表面；第一导电类型的第一半导体区域，其在半导体衬底的第一表面上；第二半导体区域，其形成在第一半导体区域内，其中第一半导体区域的第一部分下伏于（underlie）第二半导体区域，第二半导体区域具有第二导电类型；栅极结构，其形成在从第二半导体区域延伸至第一半导体区域的第一 部分中的开口中，其中开口将第二半导体区域分为第一载流电极区域和第二载流电极区域；栅极结构的栅极导体，其形成在开口内且上覆于第一半导体区域的第一部分，其中第一载流电极区域的第一侧邻近栅极导体的一侧且与栅极导体横向分隔，且第二载流电极区域邻近栅极导体的另一侧且与栅极导体横向分隔；屏蔽导体，其上覆于栅极导体；和屏蔽绝缘体，其在栅极导体与屏蔽导体之间。 

根据本实用新型的一个方面的晶体管，其中栅极结构不具有下伏于栅极导体的屏蔽导体。 

根据本实用新型的一个方面的晶体管，还包括邻近第一载流电极区域的相对侧的另一个栅极结构，使得屏蔽导体邻近第一载流电极区域的每一侧且与其分隔开。 

根据本实用新型的一个方面的晶体管，其还包括栅极导体与第一半导体区域的第一部分之间的栅极绝缘体，其中晶体管的沟道区域在下伏于栅极导体的第一半导体区域中，使得电流在第一载流电极区域与第二载流电极区域之间的栅极结构下方横向流动。 

本实用新型的另一个方面涉及一种半导体装置，其包括：第一导电类型的半导体材料，其具有第一表面和第二表面；半导体材料的第一区域，其具有第二导电类型；栅极结构，其延伸至下伏于第一区域的半导体材料中，其中栅极结构使第一区域形成为第一载流电极区域和第二载流电极区域，且其中第一载流电极区域的掺杂浓度实质等于第二载流电极区域的掺杂浓度；栅极结构的栅极导体，其至少上覆于半导体材料的第一部分；栅极结构的栅极绝缘体，其具有定位在栅极导体与下伏于栅极导体的半导体材料的第一部分之间的栅极绝缘体的第一部分，其中半导体材料的第一部分被构造来形成晶体管的沟道区域；栅极结构的屏蔽导体，其上覆于栅极导体；屏蔽绝缘体，其具有定位在屏蔽导体与栅极导体之间的第一部分，屏蔽绝缘体具有定位在屏蔽导体与栅极绝缘体的第二部分之间的第二部分。 

根据本实用新型的一个方面的半导体装置，其中栅极结构包括从第一区域的表面延伸至半导体材料中的开口，其中栅极绝缘体定位在开口的底部上且栅极导体定位在开口内和栅极绝缘体上。 

根据本实用新型的一个方面的半导体装置，其中栅极绝缘体的第二部分沿着开口的侧壁定位并且邻接屏蔽绝缘体，且其中屏蔽导体在开口内且上覆于栅极导体。 

本实用新型的又一个方面涉及一种半导体装置，其包括：多层半导体材料，其具有第一导电类型的第一层，具有上覆于第一层的第二导电类型的第一区域，具有从第一区域的表面延伸至第一层中的多个开口，其中多个开口具有侧壁；栅极绝缘体，其形成在多个开口的第一开口的侧壁上；栅极导体材料，其在第一开口内，且其中多个开口将第一区域划分为第一载流电极区域和第二载流电极区域；其中第一载流电极区域的掺杂浓度实质等于第二载流电极区域的掺杂浓度；栅极导体材料，其在第一开口中形成至栅极导体中，其中下伏于栅极导体的第一层的一部分形成半导体装置的沟道区域；屏蔽绝缘体，其形成在第一开口内且上覆于栅极导体；屏蔽导体，其上覆于栅极导体；和源极导体，其在屏蔽导体的一部分上以形成屏蔽导体与第一层之间的电连接。