[发明专利]功率半导体器件和方法

说明书

功率半导体器件包括用于控制负载电流的控制单元，控制单元在一侧上电连接到功率半导体器件的第一负载端子结构并在另一侧上电连接到功率半导体器件的漂移区，漂移区包括第一导电类型的掺杂剂。控制单元包括：‑台面，其沿着竖直方向延伸并且包括：接触区，其具有第一导电类型的掺杂剂或与第一导电类型互补的第二导电类型的掺杂剂，并且电连接到第一负载端子结构；以及沟道区，其耦合到漂移区；‑控制电极，其被配置用于在沟道区中引起传导沟道；以及‑接触插塞，其包括掺杂半导体材料，接触插塞被布置成与接触区接触，其中，通过接触插塞建立接触区与第一负载端子结构之间的电连接，并且其中接触插塞的一部分突出超过台面的横向边界。

技术领域

本说明书涉及功率半导体器件的实施例和处理功率半导体器件的方法的实施例。具体讲，本说明书涉及包括控制单元（control cell）的功率半导体器件的方面，该控制单元被配置为在半导体台面中引起（induce）传导沟道（conduction channel）。

背景技术

现代设备在汽车、消费者和工业应用中的许多功能（例如转换电能和驱动电动机或电机）依赖于功率半导体器件。例如，仅举几个例子，绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经用于各种应用，包括但不限于功率转换器和电源中的开关。

功率半导体器件通常包括半导体本体，该半导体本体被配置为沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。

此外，在诸如晶体管的可控功率半导体器件的情况下，负载电流路径可以通过通常被称为栅电极的绝缘控制电极来进行控制。

例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以通过在半导体台面的沟道区中引起或切断传导沟道来将功率半导体器件设置在正向导通状态和正向阻断状态中的一个。台面可以例如通过台面的掺杂接触区与功率半导体器件的金属负载端子结构电连接。

通常希望提供一种具有低功率损耗的可靠器件。为此，可能期望在负载端子结构与器件的半导体台面之间提供可靠且低电阻的电接触。

此外，可能期望提供一种用于这种功率半导体器件的可靠且成本高效的处理方法。

发明内容

本文描述的方面涉及至少部分地布置在负载端子结构与半导体台面之间的半导体接触插塞（plug）。可以通过自对准工艺来实现创建这种接触插塞。

根据一个实施例，功率半导体器件包括用于控制负载电流的控制单元，该控制单元在一侧上电连接到功率半导体器件的第一负载端子结构，并且在另一侧上电连接到功率半导体器件的漂移区，该漂移区包括第一导电类型的掺杂剂。该控制单元包括：

-台面，其沿着竖直方向延伸并且包括：接触区，其具有第一导电类型的掺杂剂或与第一导电类型互补的第二导电类型的掺杂剂，并且电连接到第一负载端子结构；以及沟道区，其耦合到漂移区；

-控制电极，其被配置用于在所述沟道区中引起传导沟道；以及

-接触插塞，其包括掺杂的半导体材料，所述接触插塞被布置为与所述接触区接触，

其中，通过接触插塞而建立接触区和第一负载端子结构之间的电连接。例如，接触插塞的一部分可以突出超过台面的横向边界。接触插塞可以至少部分地布置在接触区和第一负载端子结构之间。此外，例如，当在竖直截面中观察时，接触插塞可以在不止一个表面上接触台面，诸如例如在台面的顶部上和在台面的两个侧壁（的上部）上。

根据另一实施例，一种处理功率半导体器件的方法包括：

-提供半导体本体；

-使半导体本体的部分凹进，以便创建从半导体本体的剩余主体部分突出的多个台面；

-在所述台面之间的主体部分上形成第一绝缘层；