[发明专利]具有在场电极和源极电极之间的整流器元件的晶体管器件

说明书

公开的是一种晶体管器件。该晶体管器件包括：在半导体主体中，漂移区、邻接该漂移区的主体区、以及通过主体区与漂移区分开的源极区；通过栅极电介质与主体区介电绝缘的栅极电极；电气连接至源极区的源极电极；通过场电极电介质与漂移区介电绝缘的至少一个场电极；以及耦合在源极电极和场电极之间的整流器元件。该场电极和场电极电介质被布置在从半导体主体的第一表面延伸至半导体主体中的第一沟槽中，以及该整流器元件被集成在第一沟槽中在邻近源极区和主体区中的至少一个的整流器区中。

技术领域

该公开内容一般地涉及晶体管器件，特别地涉及具有场电极的晶体管器件。

背景技术

诸如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）之类的晶体管器件被广泛用作各种类型的汽车、工业、家庭或消费类电子应用中的电子开关。被用作电子开关的晶体管器件常常被称为功率晶体管器件并且可获得在几十伏特和几千伏特之间的电压阻断能力。功率晶体管器件的设计中的一个目的是以给定的电压阻断能力和给定的晶体管器件区域来实现低导通电阻。“导通电阻”是在晶体管器件的接通状态下的电阻，“电压阻断能力”是晶体管器件在关断状态（断开状态）下可以经受的电压电平，并且“区域”是半导体主体的在其中集成晶体管器件的区域。

在MOSFET中，导通电阻主要由漂移区的长度和掺杂浓度来限定，其中长度是在电流流动方向上的漂移区的尺寸。从根本上来说，除非采取附加的措施，否则在漂移区的给定长度处，掺杂浓度的增加导致导通电阻的降低，而且还导致电压阻断能力的降低。一种用来在不降低电压阻断能力的情况下增加掺杂浓度的方式是实施至少一个场电极，其邻近漂移区、通过场电极电介质与漂移区介电绝缘并且连接至源极节点和栅极节点中的一个。处于断开状态的该至少一个场电极向漂移区中的电离掺杂剂原子提供反电荷，并且因此“补偿”漂移区中的全部掺杂剂电荷中的某一份额。

该至少一个场电极连同场电极电介质和漂移区一起形成在晶体管器件的漏极节点和源极节点之间的电容器。当晶体管器件关断时对该电容器充电，并且当晶体管器件接通时对该电容器放电。对该电容器充电可能引起漏极节点和源极节点之间的电压尖峰。这些电压尖峰，其可能比电压阻断能力更高，是不期望的。因此需要提供具有场电极的晶体管器件，在其中不出现或至少减少由于对由场电极、场电极电介质和漂移区形成的电容器充电而引起的电压尖峰。

发明内容

一个示例涉及一种晶体管器件。该晶体管器件包括在半导体主体中的漂移区、邻接该漂移区的主体区、以及通过主体区而与漂移区分开的源极区。该晶体管器件进一步包括：通过栅极电介质与主体区介电绝缘的栅极电极、电气连接至源极区的源极电极、通过场电极电介质与漂移区介电绝缘的至少一个场电极、以及耦合在源极电极和场电极之间的整流器元件。该场电极和场电极电介质被布置在从半导体主体的第一表面延伸至半导体主体中的第一沟槽中。该整流器元件被集成在第一沟槽中在邻近源极区和主体区中的至少一个的整流器区中。

附图说明

下面参考绘图来解释示例。该绘图用于说明某些原理，以使得仅图示对于理解这些原理所必需的方面。绘图不按比例。在绘图中，相同的参考字符表示相似的特征。

图1示出晶体管器件的垂直横截面视图，该晶体管器件具有漂移区、邻近漂移区的场电极以及耦合在场电极和源极电极之间且集成在邻近主体区和源极区的整流器区中的整流器元件；

图2示出图1中示出的晶体管器件的修改；

图3示出图1和图2中示出的晶体管器件的电路图；

图4示出包括多个图1中示出的类型的器件结构的晶体管器件的垂直横截面视图；

图5示出图4中示出的类型的晶体管器件的一个示例的水平横截面视图；

图6示出图4中示出的类型的晶体管器件的另一示例的水平横截面视图；

图7图示可以如何将源极电极连接至主体区的一个示例；