[发明专利]半导体结构元件，尤其功率晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构元件，优选功率晶体管，尤其一种氮化镓功率晶体管。

背景技术

用于评判半导体结构元件的性能的重要参数是接通状态中的总电阻。对于晶体管或MOSFET(Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren，金属氧化物半导体场效应晶体管)，所述电阻习惯上被称为R_DSon。所述电阻的一部分通过源极和漏极的金属化构造。在此值得期望的是，达到尽可能低的电阻。

从现有技术中已知的是，多层地构造半导体结构元件尤其功率晶体管。在此常见的是，在衬底中构造有源半导体区并且在其上面垂直地布置水平延伸的用于源极和漏极的焊盘(Pad)。在一个半导体结构元件中经常存在多个源区和漏区，所述源区和漏区具有薄条的形式。用于源极和漏极的焊盘则有规律地覆盖多个源区和漏区。为了使得电流能够例如从漏区流向漏焊盘，将竖直延伸的金属化部作为连接部加入到有源半导体区与焊盘之间。通过这种垂直连接部，电流可以因此从漏区流出或流入到源区中并且流入到漏焊盘中或从源焊盘流出。在此，焊盘尤其是平面的、基本上电阻式的接触部(欧姆接触部)，通过该接触部，半导体结构元件可以接线到外部。

因为源焊盘和漏焊盘由结构引起地分别不能覆盖整个有源半导体区，必要的是，电流的一部分横向穿过半导体结构元件传输，以便到达相应的焊盘。横向电流传输一直持续到到达由相应的源焊盘或漏焊盘覆盖的位置。在那里，电流流过有源半导体区与相应的焊盘之间的垂直连接部。在此，横向电流传输可以在有源半导体区内或在源区和漏区的习惯上与相应的源区或漏区均重合的欧姆接触部中进行。

这种构造的问题是，对于横向电流传输产生相对高的电阻，所述高的电阻对半导体结构元件的总电阻不利。

发明内容

根据本发明，提供一种半导体结构元件，尤其一种功率晶体管，该半导体结构元件具有衬底、有源半导体区、源焊盘和漏焊盘，有源半导体区具有至少一个源区和至少一个漏区，源焊盘覆盖衬底的第一部分并且漏焊盘覆盖衬底的第二部分，其中，在源焊盘或漏焊盘与至少一个源区或至少一个漏区之间布置有基本上水平延伸的、结构化的金属化平面，其中，源焊盘借助基本上竖直延伸的至少一个第一金属化部与金属化平面的至少一个第一部分连接并且漏焊盘借助基本上竖直延伸的至少一个第二金属化部与金属化平面的至少一个第二部分连接，其中，金属化平面的至少一个第一部分借助基本上竖直延伸的第三金属化部与至少一个源区连接，其中，金属化平面的至少一个第二部分借助基本上竖直延伸的第四金属化部与至少一个漏区连接。在此，“基本上垂直”的连接部尤其理解为如下连接部：所述连接部相对于水平面形成大于45°，优选大于75°的角。特别优选地，连接部的走向精确垂直。概念“基本上水平”应类似地理解。

本发明的优点

根据本发明的半导体结构元件具有以下优点：获得小的且均匀的总电阻。同时，可以制造具有大于50A的高导电性能的半导体结构元件。在此，金属化平面尤其被不是理解为几何平面，而是空间形体，所述空间形体由导电材料例如由金属构成。在此，尤其涉及与整个半导体结构元件相比薄的金属层，所述层二维地结构化并且可以通过说明如下位置或区域来表征：在所述位置或区域处，从垂直于平面的方向观察存在材料。金属化平面尤其具有近似均匀的厚度，即基本上是二维形体。

金属化平面通过两个介电的中间层绝缘，使得仅在垂直的金属化部处存在各个平面之间的电连接。本发明的特别的优点是，不存在源区和漏区的如下区域：在所述区域中，电流没有绕道到处于所述区域上方的金属层上的可能性，而必须流过一段长的距离。由此，有效地避免由于这种效应而使电阻增大。

在一种优选实施方式中，金属平面具有如下结构：使得有源半导体的区面积的至少50％，优选有源半导体区的面积的70％并且特别优选有源半导体区的面积的90％由金属化平面覆盖。由金属化平面覆盖的面积的部分越大，用于横向电流传输的平均横截面就越大。这改善了所提到的电阻减小。

优选地，至少一个源区和至少一个漏区可以实施为彼此平行的条。由此得出简单结构化的布局，所述布局可以在不用大改变的情况下被加入到已经存在的工艺中。

在此，金属化平面可以具有这样的条：所述条具有源区和漏区的条的至少一倍、至少三倍或至少五倍的宽度。通过所述措施也确保，对于横向电流传输提供足够大的横截面。金属化平面的条的取向可以相对于源焊盘和漏焊盘的取向形成30°至150°、尤其80°至100°并且在特殊情况下90°的角度。电流则可以在半导体结构元件中特别高效地分布。