[发明专利]抗闩锁晶体管

说明书

技术领域

本公开总体上涉及晶体管器件，特别涉及具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件。

背景技术

具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件（诸如MOSFET或IGBT）被广泛用作汽车、工业、家用或消费电子应用中的电子开关。这些晶体管器件具有在几十伏特和几百伏特直到几千伏特之间的电压阻断能力。具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件包括第一掺杂类型（导电类型）的源极区，其处于与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的本体区中。第一导电类型的漂移区靠近本体区并且位于本体区和漏极区之间。栅极电极邻近本体区，通过栅极电介质与本体区介质绝缘，并且用来控制源极区和漂移区之间的本体区中的导电沟道。这种类型的晶体管器件通常被称为MOS（金属氧化物半导体）晶体管器件，尽管栅极电极不一定包括金属并且栅极电介质不一定包括氧化物。

在MOS晶体管器件中，源极区、本体区和漂移区形成寄生（本征）双极型晶体管，其中本体区形成该双极型晶体管的基极区。该寄生双极型晶体管可以在过载状况下接通。这些过载状况的示例包括雪崩击穿、宇宙辐射、过电流（与MOS晶体管串联连接的负载中的短路）、以及连接到MOS晶体管的负载的整流（commutation）。接通寄生双极型晶体管促使MOS晶体管接通，以使得MOS晶体管无意间接通并且不可再受到栅极电极的控制。寄生双极型晶体管的这种接通通常被称为闩锁并且可导致对器件的不可逆转的破坏（如果没有从外部限制负载（漏极-源极）电流的话）。即使MOS晶体管的源极区和本体区通过金属化变短，本体区（即在双极型晶体管的基极和发射极之间）中的电压降也会发生并且导通寄生双极型晶体管。

因此，存在对生产不容易闩锁的鲁棒晶体管器件的需要。

发明内容

一个示例涉及一种方法。该方法包括：在半导体本体中的第二掺杂类型的本体区中形成第一掺杂类型的源极区，以及形成与本体区中的源极区邻近的第二掺杂类型的低阻区。形成源极区包括经由半导体本体的第一表面将第一掺杂类型的掺杂剂粒子掩膜注入到本体区中，并且注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括倾斜注入。

另一示例涉及具有至少一个晶体管单元的晶体管器件。该至少一个晶体管单元包括：在半导体本体中，第二掺杂类型的本体区中的第一掺杂类型的源极区、漏极区、和邻近本体区且被布置在本体区和漏极区之间的第一掺杂类型的漂移区；本体区中的且邻近源极区的第二掺杂类型的低阻区；以及通过栅极电介质与源极区和本体区介质绝缘且被布置在半导体本体的第一表面上的栅极电极。源极区和栅极电极之间的重叠长度大于70纳米，并且低阻区沿着垂直于第一表面且通过栅极电极边缘的线的掺杂轮廓包括高于1E19cm^-3的最大值。

附图说明

下面参考附图来解释示例。附图用来图示某些原理，使得仅图示为理解这些原理所必须的方面。附图并未按比例。在附图中，相同的参考字符表示相似的特征。

图1示出根据一个示例的晶体管器件的截面的垂直横截面视图；

图15A-15B图示用于在图5A-5D中示出的方法中使用的半导体本体中产生补偿区的方法的另一示例。

图14A-14B图示用于在图5A-5D中示出的方法中使用的半导体本体中产生补偿区的方法的一个示例；以及

图13是晶体管器件的一个截面的放大视图；

图12图示利用不同间隔部厚度产生的晶体管器件中的固有双极结型晶体管的鲁棒性；

图11图示根据图5A-5D中示出的方法产生的晶体管器件的以及根据常规方法产生的晶体管器件的阈值电压的变化；

图10A-10D图示用于形成源极区的四重（四模式）注入过程；

图9A-9B图示用于形成源极区的双重（双模式）注入过程；

图8A-8B图示图5A-5D中示出的方法的修改；

图7A-7B图示根据另一示例的用于形成图5C中示出的间隔部的方法；

图6A-6B图示根据一个示例的用于形成图5C中示出的间隔部的方法；

图5A-5D图示用于在图1中示出的类型的晶体管器件中形成源极区和低阻区的方法的一个示例；

图4示出图1中示出的类型的晶体管器件的截面以图示在晶体管器件中固有双极结型晶体管（BJT）的存在；

图3示出具有多边形晶体管单元的晶体管器件的顶视图；

图2示出具有条带晶体管单元的晶体管器件的顶视图；