[发明专利]半导体结构元件及用于制造半导体结构元件的方法以及用于车辆的控制装置

说明书

本发明涉及半导体结构元件(10)，它具有多个沟槽及设置在这些沟槽中的一种导电材料的区段(16，20)。导电材料(16)根据沟槽型MOSFET被用作栅极电极。没有用作栅极电极的一部分印制导线被电绝缘及用作栅极串联电阻(20)。此外还提出用于制造这种半导体结构元件(10)的方法及用于车辆的控制装置。

技术领域

本发明涉及一种半导体结构元件及一种用于制造半导体结构元件的方法以及一种用于车辆的控制装置。

背景技术

现代半导体开关——例如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)或功率MOSFET以非常小的栅极-漏极电容来设计，因为这有利于漏极电压反馈到栅极上。也称为密勒电容的栅极-漏极电容在开关过程期间导致栅极电压保持恒定的阶段，即所谓的密勒平台(Miller-Plateau)。该效应使开关过程变慢，因此试图根据可能性来消除密勒电容，即尽可能地降低密勒电容。

为了对MOSFET的开关速度产生影响，还公知了，在接线时设置栅极串联电阻。较大的栅极串联电阻导致密勒平台的较大时间延长且因此导致较慢的开关过程。栅极串联电阻通常实施为与MOSFET分开的单独元件并且例如安装在印制电路板上，这导致更高的生产成本。

此外，生产过程中不可避免的尺寸差异(Streuungen)导致密勒电容的变化。这尤其也在栅极电极的几何形状变化时出现，所述几何形状变化对电极的体积具有直接的影响。结果仍可出现其它方面相同的部件的开关特性上的差异，这是不希望的。

此外公知了在半导体芯片上制造及使用电阻的各种可能性。US 2011/0318897 A1描述了一种STI工艺(“shallow trench isolation”：浅沟槽隔离)，在所述STI工艺中，沟槽(Trench/Graben)用多晶硅来填充及用绝缘材料来覆盖。这里多晶硅用作电阻。这样制造的电阻可用作集成电路中的精确电阻。

US 2010/0327348 A1描述了功率MOSFET中的电阻量值的有针对性的影响，以便改善部件的电子特性。

在JP 2006/319241 A中描述了一种通过将集成在半导体衬底中的电阻扩散到中间沟槽(英文：Trench)中的用于绝缘的方法。

发明内容

根据本发明提供了一种半导体结构元件，其具有衬底，该衬底具有多个与半导体结构元件的有源区域电绝缘的沟槽，其中，在至少一个第一沟槽中沿该沟槽的纵轴线引入导电材料的第一区段，该第一区段与第一电接通部这样地连接，使得在施加电压到该第一电接通部上的情况下该第一区段充当MOS结构的栅极电极，其中，在第一沟槽和/或在第二沟槽中沿沟槽的纵轴线引入导电材料的第二区段。根据本发明的半导体结构元件的特征在于：第二区段的第一端部与第一电接通部电连接并且第二区段的第二端部与导电材料的第一区段电连接。优选地，第二区段电连接为第一区段的串联电阻且因此连接为栅极串联电阻。这种半导体结构元件尤其适于实现用于车辆的控制装置。

根据本发明的用于制造半导体结构元件的方法基本上包括以下步骤：

a.提供半导体衬底，

b.在半导体衬底中开设多个沟槽，

c.在通过沟槽结构化的衬底表面上制造第一绝缘层，

d.用导电材料这样地填充沟槽，使得在沟槽中分别形成至少一个导电的上区段，

e.在上区段上方制造第二绝缘层，

f.这样电接通至少一个第一沟槽的上区段，使得该上区段可以充当MOS结构的栅极，

g.这样电接通至少一个第二沟槽的上区段，使得该上区段可以充当MOS结构的栅极的串联电阻。

本发明的优点