功率半导体器件和方法技术

功率半导体器件（1）包括：具有前侧表面（10

【技术实现步骤摘要】
功率半导体器件和方法


[0001]本说明书涉及功率半导体器件的实施例，并且涉及生产功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及具有布置在前侧表面的至少一部分上方的钝化层的功率半导体器件的各方面。

技术介绍

[0002]汽车、消费者和工业应用中的现代设备的许多功能（诸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）和二极管已经被用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。
[0003]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成沿着在器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。
[0004]另外，为了传导负载电流，功率半导体器件可以包括：可以布置在功率半导体器件的所谓的有源区域中的一个或多个功率单元。例如，在可控功率半导体器件（例如，晶体管）的情况下，可以借助于绝缘电极（通常也被称为栅电极）来控制负载电流路径。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置成处于导通状态和阻断状态中的一个中。在一些情况下，栅电极可以被包括在功率半导体开关的沟槽内，其中，沟槽可以展现出例如条形配置或针形配置。
[0005]功率半导体器件可以由边缘（诸如横向芯片边缘）横向限制，并且在边缘与包括一个或多个功率单元的有源区域之间，可以布置有边缘终止区，该边缘终止区可以包括边缘终止结构。这样的边缘终止结构可以用于影响半导体本体内的电场的路线的目的，例如，以便确保功率半导体器件的可靠阻断能力。边缘终止结构可以包括布置在半导体本体内的一个或多个组件，以及还有布置在半导体本体的表面上方的一个或多个组件。
[0006]通常，功率半导体器件包括一个或多个钝化层，该钝化层被布置在半导体本体的前侧表面的至少一部分上方，例如，在边缘终止区的至少一部分上方。例如，这样的钝化层可以被配置成用于阻止污染离子进入边缘终止结构中。
[0007]增加功率半导体器件中的功率密度是通常的趋势。在该情境中，但还更一般地，提供新颖的钝化概念是合期望的，该钝化概念例如在其对器件鲁棒性和可靠性的影响方面和/或在边缘终止区的面积消耗方面得到改进。

技术实现思路

[0008]本文中描述的方面涉及功率半导体器件的前侧钝化层的特定新颖设计，与常规的钝化层相比，该新颖设计可以例如产生改进的热鲁棒性以及更高的机械稳定性。
[0009]根据实施例，功率半导体器件包括：具有前侧表面的半导体本体；以及布置在前侧表面上方的第一钝化层，其中，第一钝化层是多晶金刚石层。例如，第一钝化层可以被构造在水平面中，即，如果从上方查看的话。
[0010]根据另一实施例，呈现了一种生产功率半导体器件的方法。该方法包括：提供具有前侧表面的半导体本体；以及在前侧表面上方形成第一钝化层，其中，第一钝化层是多晶金刚石层。
[0011]本领域技术人员在阅读以下详细描述时以及在查看附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
[0012]附图中的各部分不一定是按比例绘制的。代替地，重点被放在说明本专利技术的原理上。此外，在附图中，相似的附图标记指明对应的部分。在附图中：图1A-C均示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分；图2A-C均示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分；图3A-C均示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分；图4A-D均示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分；图5示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分；以及图6示意性且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率半导体器件的垂直横截面的一部分。
具体实施方式
[0013]在下面的详细描述中参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且附图中通过图示的方式示出了可以实践本专利技术的具体实施例。
[0014]在这个方面，方向术语（诸如“顶部”、“底部”、“在...以下”、“前”、“后”、“背面”、“领先”、“落后”、“在...以上”等）可以参照正被描述的附图的取向来使用。因为实施例的各部分可以被定位成多个不同的取向，所以方向术语被用于说明的目的，并且决不是限制性的。要理解的是，可以利用其他实施例，以及可以在不偏离本专利技术的范围的情况下进行结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不要以限制性意义来理解，并且本专利技术的范围由所附权利要求限定。
[0015]现在将详细参照各个实施例，这些实施例的一个或多个示例在附图中图示。每个示例作为解释而被提供，并且不意为是本专利技术的限制。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以被用在其他实施例上或与其他实施例结合使用，以产生又另外的实施例。所意图的是，本专利技术包括这样的修改和变化。使用特定语言来描述各示例，该特定语言不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是按比例的，并且仅用于说明性目的。为了清楚起见，如果没有另行陈述，则相同元件或制造步骤在不同附图中由相同的附图标记指明。
[0016]在本说明书中使用的术语“水平的”意图描述基本上平行于半导体衬底或半导体
结构的水平表面的取向。这例如可以是半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，下面提及的和/或在附图中示出的第一横向（或水平）方向X和第二横向（或水平）方向Y两者都可以是水平方向，其中，第一横向方向X和第二横向方向Y可以彼此垂直。
[0017]在本说明书中使用的术语“垂直的”意图描述基本上垂直于水平表面（即，平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向）布置的取向。例如，下面提到的和/或在附图中示出的垂直方向Z可以是垂直于第一横向方向X和第二横向方向Y二者的方向。
[0018]在本说明书中，n掺杂一般被称为“第一导电类型”，而p掺杂被称为“第二导电类型”。替换地，可以采用相反的掺杂关系，使得第一导电类型可以是p掺杂的，并且第二导电类型可以是n掺杂的。
[0019]在本说明书的情境中，术语“处于欧姆接触”、“处于电接触”、“处于欧姆连接”和“电连接”意图描述在半导体器件的两个区、区段、地带、部分或分部之间、或在一个或多个器件的不同端子之间、或在半导体器件的端子或金属喷镀或电极与半导体器件的部分或分部之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。另外，在本说明书的情境中，术语“接触”意图描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接物理连接；例如，正彼此接触的两个元件之间的过渡可以不包括另外的中间元件等等。
[0020]此外，在本说明书的情境中，如果没有另行陈述，则术语“电绝缘”在其一般有效理解的情境中被使用，并且因此意图描述两个或更多个组件彼此分离地定位，并且没有连接这些组件的欧姆连接。然而，彼此电绝缘的组件仍然可以彼此耦合，例如机械耦合和/或电容性耦合和/或电感性耦合。举例来说，电容器的两个电极可以彼此电绝缘，并且同时例如借助于绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件（1），其包括：
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半导体本体（10），其具有前侧表面（10-1）；以及
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第一钝化层（15-1），其布置在前侧表面（10-1）上方，其中，第一钝化层（15-1）是多晶金刚石层。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件（1），其中，多晶金刚石层（15-1）包括直径为至少10 nm的晶体。3.根据前述权利要求之一所述功率半导体器件（1），其中，第一钝化层（15-1）的厚度（t1）在从30 nm至2000 nm的范围内。4.根据前述权利要求之一所述的功率半导体器件（1），其中，多晶金刚石层（15-1）具有至少1200 W/（K m）的热导率。5.根据前述权利要求之一所述的功率半导体器件（1），其中，多晶金刚石层（15-1）具有至少400 J/（kg K）的比热容。6.根据前述权利要求之一所述的功率半导体器件（1），其中，多晶金刚石层（15-1）具有至少10
13 Ohm cm的电阻率。7.根据前述权利要求之一所述的功率半导体器件（1），其中，多晶金刚石层（15-1）具有至少1500 kV/mm的介电强度。8.根据前述权利要求之一所述的功率半导体器件（1），其中，第一钝化层（15-1）至少部分地布置在功率半导体器件（1）的边缘终止结构（13）上方。9.根据权利要求8所述的功率半导体器件（1），其中，边缘终止结构（13）包括与第一钝化层（15-1）的至少一部分接触的掺杂的晶体半导体区（131，132）。10.根据权利要求9所述的功率半导体器件（1），其中，掺杂的晶体半导体区（131，132）包括结终止延伸区（131）和保护环（132）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：