專利名稱：包括二極管的半導體器件的制作方法
包括二極管的半導體器件
背景技術：
半導體二極管廣泛地用在半導體應用中。在半導體變換器應用中，續(xù)流二極管的反向恢復行為和開態(tài)特性之間的折衷對于變換器特性具有影響。因此，期望的是改善二極管的反向恢復行為和開態(tài)特性之間的折衷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)半導體器件的實施例，該半導體器件包括陰極。該半導體器件還包括具有第一 P型半導體陽極區(qū)域和第二 P型半導體陽極區(qū)域的陽極。第一 P型半導體陽極區(qū)域電連接到陽極接觸區(qū)域。第二P型半導體陽極區(qū)域經(jīng)由開關電耦合到陽極接觸區(qū)域，該開關配置成提供第二P型陽極區(qū)域和陽極接觸區(qū)域之間的電連接或電斷開。在閱讀下面的詳細描述時且在查看附圖時，本領域技術人員將意識到附加特征和優(yōu)點。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且附圖被合并到本說明書中且構成本說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明的實施例，且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。隨著通過參考下面的詳細描述更好地理解本發(fā)明的其他實施例和本發(fā)明的很多預期優(yōu)點，將容易意識到這些其他實施例和這些預期優(yōu)點。附圖的元件沒有必要彼此相對成比例。相似的參考標號指示對應的類似部件。各個所示實施例的特征可以組合，除非它們彼此排斥。在附圖中描繪且在下面的描述中詳述實施例。圖1示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的一個實施例的示意圖，該第二陽極配置成通過開關接通或關斷。圖2示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的一個實施例的一部分的橫截面，該第二陽極配置成通過場效應晶體管(FET)接通或關斷。圖3是示出沿著圖2中示出的第一陽極(第二陽極)的線A-A’ (B-B')的ρ型摻雜分布的一個實施例的示意圖。圖4示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的又一實施例的一部分的橫截面，該第一陽極相對于陰極的第一部分布置，該陰極的第一部分具有比與第二陽極相對的陰極的第二部分小的平均η型摻雜濃度。圖5是示出沿著圖4中示出的第一陰極部分(第二陰極部分)的線c-c’ (D-D')的 η型摻雜分布的一個實施例的示意圖。圖6示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的另一實施例的一部分的橫截面，該第二陽極配置成通過沿著溝道方向延伸到η型漂移區(qū)上方的區(qū)域中的FET的柵極接通或關斷。圖7Α示出包括與溝槽隔離相鄰的第一陽極和第二陽極的二極管的另一實施例的一部分的橫截面，該第二陽極配置成通過溝槽FET接通或關斷。
圖7B示出包括與溝槽隔離相鄰的第一陽極和配置成通過溝槽FET接通或關斷的第二陽極的二極管的又一實施例的一部分的橫截面，該溝槽FET的柵極電極比第二陽極更深地延伸到η型漂移區(qū)中。圖8Α示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的另一實施例的一部分的橫截面， 該第二陽極配置成通過溝槽FET接通或關斷。圖8Β示出包括第一陽極和配置成通過溝槽FET接通或關斷的第二陽極的二極管的又一實施例的一部分的橫截面，該溝槽FET的柵極電極比第二陽極更深地延伸到η型漂移區(qū)中。圖9示出包括第一陽極和第二陽極的二極管的又一實施例的一部分的橫截面，該第一陽極是合并(merged) PIN肖特基二極管的一部分。圖10示出包括第一陰極和第二陰極的二極管的一個實施例的示意圖，該第二陰極配置成通過開關接通或關斷。
具體實施例方式在下面的具體實施方式
中，對附圖進行參考，所述附圖形成本說明書的一部分且在附圖中通過說明而示出其中可以實踐本發(fā)明的特定實施例。就這方面而言，參考描述的 (一個或多個)附圖的取向使用諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“前列”、“拖尾”等的方向術語。因為實施例的組件可以以很多不同取向安置，所以方向術語用于說明目的而絕非進行限制。 要理解，可以利用其他實施例并且可以做出結構或邏輯變化而不偏離本發(fā)明的范圍。因此下面的詳細描述不要以限制意義進行理解，且本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。下面解釋很多實施例。在這種情況下，在圖中相同的結構特征由相同或類似的參考符號標識。在本描述的上下文中，“橫向”或“橫向方向”應當理解成意指一般平行于半導體材料或半導體載體的橫向范圍行進的方向或范圍。橫向方向因此一般平行于這些表面或面延伸。與之對照，術語“垂直”或“垂直方向”理解成意指一般垂直于這些表面或面且因此垂直于橫向方向行進的方向。因此垂直方向在半導體載體的厚度方向上行進。圖1示出包括陽極A和陰極C的二極管100的一個實施例的示意圖。陽極A包括第一陽極A1和第二陽極A2。第一陽極~電連接到陽極接觸(在圖1中未示出)。第二陽極 A2經(jīng)由開關S電耦合到陽極接觸，該開關S配置成提供第二陽極A2和陽極接觸之間的電連接或電斷開。開關S可以是適合于在開態(tài)(即導電狀態(tài))和關態(tài)(即非導電狀態(tài))之間切換的任意器件。作為示例，開關S可以包括諸如FET或雙極晶體管的晶體管。根據(jù)一個實施例，開關S可以至少部分地形成在二極管100的有源區(qū)域中。作為示例，第二陽極A2可以包括二極管100和開關S 二者公用的半導體區(qū)域，例如構成第二陽極和FET (雙極晶體管)的源極和漏極(發(fā)射極和集電極)之一的ρ型半導體區(qū)域。根據(jù)另一實施例，開關S可以在與二極管100的有源區(qū)域不同的有源區(qū)域中形成。作為示例，第二陽極A2可以經(jīng)由接觸插頭(plug)和/或布線而電耦合到開關S且開關S可以經(jīng)由其他接觸插頭和/或另一布線而電耦合到陽極接觸。陰極C包括第一陽極A1和第二陽極A2 二者公用的陰極接觸，例如金屬區(qū)域。當開關S處于開態(tài)即導電狀態(tài)時，第二陽極A2對陽極A和陰極C之間的電流流動作出貢獻。當開關S處于關態(tài)時，陰極C和第二陽極A2之間的電流流動禁止。例如通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)諸如摻雜劑量例如摻雜濃度和垂直摻雜延伸或者陽極A中的少數(shù)載流子壽命之類的對效率有影響的陽極參數(shù)，陽極效率在第二陽極A2中建立得比在第一陽極A1中高。二極管100能夠在開關S的開態(tài)和關態(tài)中阻斷電壓。當開關S處于關態(tài)且第二陽極A2禁止時，二極管100以具有低電荷載流子濃度且因此具有有利的反向恢復行為的所謂的高速模式操作，而當開關S處于開態(tài)且第二陽極A2使能時，二極管100以具有高電荷載流子濃度和低開態(tài)電阻的所謂的低飽和模式操作。開關S的關態(tài)允許二極管100的更好的反向恢復特性，而開關S的開態(tài)允許二極管100的更好的開態(tài)特性。因此，通過根據(jù)二極管100的操作模式在開關S的開態(tài)和關態(tài)之間切換，二極管100的反向恢復行為和開態(tài)特性之間的折衷可以得到改善。圖2示出二極管200的一個實施例的一部分的橫截面。該二極管200包括諸如η 型半導體襯底(例如，其上沒有、具有一個或多個諸如外延層的半導體層的Si襯底)的η型漂移區(qū)202。在η型漂移區(qū)202內(nèi)，形成第一 ρ型陽極區(qū)域204和第二 ρ型陽極區(qū)域206， 兩個區(qū)域均與η型漂移區(qū)202的第一面208相鄰。第二 ρ型陽極區(qū)域206的底面在η型漂移區(qū)202內(nèi)比第一 ρ形陽極區(qū)域204的底面定位得更深，即第二 ρ型陽極區(qū)域206從第一面208沿著垂直方向210向η型漂移區(qū)202中的延伸d2大于第一 ρ型陽極區(qū)域204的對應延伸屯。橫向方向211平行于第一面208且垂直于垂直方向210。η型陰極區(qū)域212在η型漂移區(qū)202的第二面214處與η型漂移區(qū)202相鄰。η 型陰極區(qū)域212為第一 ρ型陽極區(qū)域204和第二 ρ型陽極區(qū)域206所公用。諸如金屬或金屬合金的陰極接觸216與η型陰極區(qū)域212相鄰。第一 ρ型陽極區(qū)域204在第一面208處電連接到陽極接觸218。陽極接觸208可以包括一個或若干接觸插頭和/或一個或若干布線。第二 ρ型陽極區(qū)域206經(jīng)由FET 220電耦合到陽極接觸218。FET 220包括作為源極和漏極之一的P型陽極區(qū)域206。η型區(qū)域221布置在ρ型陽極區(qū)域206內(nèi)且與第一面208相鄰。溝道222位于η型區(qū)域221內(nèi)的第一面208處。溝道222的導電性通過布置在溝道222上方的柵極結構2Μ可控。柵極結構2Μ包括例如SiO2的柵極電介質(zhì)2 和例如諸如金屬、金屬合金或摻雜半導體的導電或半導電材料的柵極電極228。構成FET 220 的源極和漏極中的另一個的P型區(qū)域230布置在η型區(qū)域221中且與第一面208相鄰。在向柵極電極2 施加相應電壓時，F(xiàn)ET 220的源極和漏極之間的電流流動沿著作為源極和漏極之一的第二 P型陽極區(qū)域206與作為源極和漏極中的另一個的ρ型區(qū)域230之間的第一面208的橫向方向211可控。因此，二極管的反向恢復行為和開態(tài)特性可以通過經(jīng)由FET 220接通和關斷第二 ρ型陽極區(qū)域206得以影響。由此，反向恢復行為和開態(tài)特性之間的折衷可以得到改善。第一和第二 ρ型陽極區(qū)域204、206的摻雜和垂直尺寸可以不同于圖2中示出的實施例。也通過例如將第一 P型陽極區(qū)域204進入η型漂移區(qū)202的深度設置得大于與第二 P型陽極區(qū)域206中的摻雜濃度的相應增加相關聯(lián)的第二 ρ型陽極區(qū)域206的深度，第二 P型陽極區(qū)域206的摻雜劑量可以設置得大于第一 ρ型陽極區(qū)域204的摻雜劑量。第二 ρ 型陽極區(qū)域206的摻雜劑量與第一 ρ型陽極區(qū)域204的摻雜劑量的比率例如可以介于5和 104、或5至IO3或5至IO2之間。
圖3示出沿著圖2中示出的第一 ρ型陽極區(qū)域204 (第二 ρ型陽極區(qū)域206)的線 A-A' (Β-Β’)的ρ型雜質(zhì)的濃度N1 (N2)分布的一個實施例的示意圖。圖2的第一 ρ型陽極區(qū)域204中的ρ型摻雜濃度N1小于第二 ρ型陽極區(qū)域206中的P型摻雜濃度隊。由此，第二 P型陽極區(qū)域206的陽極效率可以建立得大于第一 P型陽極區(qū)域204的陽極效率。濃度K、N2的分布可以例如通過適當?shù)剡x擇諸如能量和劑量的注入?yún)?shù)而調(diào)節(jié)。圖4示出類似于圖2中示出的實施例的二極管200的二極管400的又一實施例的一部分的橫截面。然而，二極管400與二極管200不同之處在于除η型陰極區(qū)域412之外的第二 η型陰極區(qū)域434。第二 η型陰極區(qū)域434與第二 ρ型陽極區(qū)域406相對布置，但是在與第一 P型陽極區(qū)域404相對的區(qū)域中不存在。而且，第二 η型陰極區(qū)域434比η型陰極區(qū)域412更深地延伸到η型漂移區(qū)402中，即第二 η型陰極區(qū)域434從第二面414沿著垂直方向410進入到η型漂移區(qū)402中的延伸d4大于η型陰極區(qū)域412的對應延伸d3。 由此，陰極效率可以在與第二 P型陽極區(qū)域406相對的區(qū)域中建立得比在與第一 ρ型陽極區(qū)域404相對的區(qū)域中大。作為示例，d4可以例如通過適當?shù)剡x擇諸如注入能量之類的注入?yún)?shù)而調(diào)節(jié)為比d3大。圖5示出沿著圖4中示出的η型陰極區(qū)域412(第二 η型陰極區(qū)域434)的線C_C’ (D-D’ )的η型雜質(zhì)的濃度N3 (N4)分布的一個實施例的示意圖。圖4的η型陰極區(qū)域412中的η型雜質(zhì)的濃度N3小于第二 η型陰極區(qū)域434中的η型雜質(zhì)的濃度Ν4。由此，陰極效率可以在與第二 ρ型陽極區(qū)域406相對的區(qū)域中建立得比在與第一 P型陽極區(qū)域404相對的區(qū)域中大。濃度N3、N4的分布可以例如通過適當?shù)剡x擇諸如能量和劑量之類的注入?yún)?shù)而調(diào)節(jié)。圖6示出類似于圖2中示出的實施例的二極管200的二極管600的又一實施例的一部分的橫截面。然而，二極管600與二極管200不同之處在于柵極結構624的尺寸。圖 2的二極管200的柵極結構224的一個橫向延伸在第二 ρ型陽極區(qū)域206上方結束，而圖6 的二極管600的柵極結構624的對應橫向延伸在η型漂移區(qū)602上方結束。這種區(qū)別特征提供了當以沒有電壓阻斷能力的單極模式操作二極管600時η型漂移區(qū)602中的電荷載流子濃度的進一步減小的技術效果。在該單極模式中，正電壓被施加于柵極電極628以便允許電子電流在第一面608處沿著η型漂移區(qū)602和η型區(qū)域621之間的溝道流動。因此可以減小η型漂移區(qū)602內(nèi)的電荷載流子濃度且以極高速度操作二極管600。然而，在該操作以反向恢復繼續(xù)之前，二極管600必須例如通過改變施加于柵極電極628的電壓而返回到具有電壓阻斷能力的操作模式。圖7Α示出二極管700的另一實施例的一部分的橫截面。二極管700與圖2中示出的二極管200不同之處在于，第一 ρ型陽極區(qū)域704與從第一面708沿著垂直方向710 延伸到η型漂移區(qū)702中的溝槽隔離738橫向相鄰。溝槽隔離738例如可以通過用諸如干法蝕刻工藝的蝕刻工藝來蝕刻溝槽到η型漂移區(qū)702中接著是利用諸如硅的氧化物的電絕緣材料來填充溝槽而形成。在圖7Α的實施例中，溝槽隔離738比第一 ρ型陽極區(qū)域704更深地延伸到η型漂移區(qū)702中，即溝槽隔離738的底面位于第一 ρ型陽極區(qū)域704的底面下方。根據(jù)其他實施例，溝槽隔離738的底面也可以位于第一 ρ型陽極區(qū)域704的底面上方或與之相同的水平。
二極管700與圖2中示出的二極管200不同之處還在于，F(xiàn)ET 720是垂直溝道溝槽 FET而不是諸如FET 220的橫向溝道FET。FET 720的柵極結構7M包括布置在溝槽內(nèi)的柵極電極7 和電介質(zhì)726。構成源極和漏極之一的第二 ρ型陽極區(qū)域706、包括溝道722的 η型區(qū)域721以及構成源極和漏極中的另一個的ρ型區(qū)域730中的每一個的橫向面與柵極結構7 相鄰。溝道722的導電性通過施加于柵極電極728的電壓可控。圖7B示出類似于圖7A中示出的實施例的二極管700的二極管700’的又一實施例的一部分的橫截面。圖7B的二極管700’與圖7A的二極管700不同之處在于，柵極電極728’比第二 P型陽極區(qū)域706更深地延伸到η型漂移區(qū)702中，即柵極電極728’的底面位于第二 ρ型陽極區(qū)域706的底面下方。換句話說，柵極電極728’的底面到第一面708的深度d5大于第二 P型陽極區(qū)域706的底面到第一面708的深度d6。類似于圖6中示出的平面FET 620的柵極電極628，柵極電極728’提供當以沒有電壓阻斷能力的單極模式操作二極管700’時η型漂移區(qū)702中的電荷載流子濃度的進一步減小的技術效果。在該單極模式中，正電壓施加于柵極電極728 ’以便允許電子電流在溝槽的側壁處沿著η型漂移區(qū)702和η型區(qū)域721之間的垂直溝道流動。因此可以減小η型漂移區(qū)702內(nèi)的電荷載流子濃度且以極高速度操作二極管700’。然而，在該操作以反向恢復繼續(xù)之前，二極管700’必須例如通過改變施加于柵極電極728’的電壓而返回到具有電壓阻斷能力的操作模式。圖8Α示出類似于圖7Α的實施例的二極管700的二極管800的另一實施例的一部分的橫截面。二極管800與圖7Α的二極管700不同之處在于，二極管800缺少與第一 ρ型陽極區(qū)域804相鄰的任意溝槽隔離。作為替代，第一 ρ型陽極區(qū)域804類似于圖2、4和6中示出的實施例被η型漂移區(qū)802圍繞。圖8Β示出類似于圖8Α中示出的實施例的二極管800的二極管800，的又一實施例的一部分的橫截面。圖8Β的二極管800，與圖8Α的二極管800不同之處在于，柵極電極828，比第二 P型陽極區(qū)域806更深地延伸到η型漂移區(qū)802中，即柵極電極828，的底面位于第二 ρ型陽極區(qū)域806的底面下方。換句話說，柵極電極828’的底面到第一面808的深度d5大于第二 P型陽極區(qū)域806的底面到第一面808的深度d6。關于與柵極電極828’的布置相關聯(lián)的技術效果，參考圖7B的柵極電極728’和上面的相關描述。根據(jù)其他實施例，二極管可以包括橫向溝道FET和與溝槽隔離橫向相鄰的第一 ρ 型陽極區(qū)域。與第一 ρ型陽極區(qū)域相鄰的溝槽隔離的布置允許減小該區(qū)域的發(fā)射極效率。當形成如溝槽FET的開關時，溝道導電性可以得到改善。圖9示出類似于圖2、4和6的二極管200、400和600的二極管900的又一實施例的一部分的橫截面，該二極管900包括陰極接觸916、η型陰極區(qū)域912、η型漂移區(qū)902和第二 P型陽極區(qū)域906。第一 ρ型陽極區(qū)域904、904，是合并PIN肖特基二極管的一部分。 合并PIN肖特基二極管還包括第一面908上的金屬接觸942和與其相鄰的η型漂移區(qū)902 之間的肖特基結。金屬接觸942可以是二極管900的第一陽極接觸918的一部分或它可以與其電連接。金屬接觸942還提供到第一 ρ型陽極區(qū)域904、904’的電連接。因此，在合并 PIN肖特基二極管中，第一 ρ型陽極區(qū)域904、904’和金屬接觸942構成該合并PIN肖特基二極管的陽極。開關S提供第二 ρ型陽極區(qū)域906和陽極接觸918之間的電連接或電斷開。根據(jù)一個實施例，開關S可以至少部分地形成在二極管900的有源區(qū)域中。根據(jù)另一實施例，開關S可以在與二極管900的有源區(qū)域不同的有源區(qū)域中形成。不像第二陽極區(qū)域906，合并 PIN肖特基二極管的陽極不能通過開關S使能或禁止。因為合并PIN肖特基二極管允許減小發(fā)射極效率，所以斷開開關S和閉合開關S的操作模式之間的二極管900的效率差異可以被進一步放大，即斷開開關S和閉合開關S的操作模式之間的電荷載流子濃度差異可以被進一步放大。根據(jù)其他實施例，上面描述的實施例的半導體區(qū)域的導電類型可以反過來。因此， 上面描述的陽極可以是陰極且上面描述的陰極可以是陽極。這種情況在圖10中示意性示出。根據(jù)圖10中示出的實施例，二極管100’包括陽極A和陰極C。陰極C包括第一陰極C1 和第二陰極c2。第一陰極(^電連接到陰極接觸(在圖10中未示出)。第二陰極(2經(jīng)由開關 S電耦合到第二陰極接觸，該開關S配置成提供第二陰極C2和陰極接觸之間的電連接或電斷開。圖2至9中示出的上述實施例通過互換陽極和陰極以及η型和ρ型而(如作適當變動)應用于二極管100’。為描述簡單起見，諸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空間相對術語用于解釋一個元件相對于第二元件的安置。這些術語旨在涵蓋除了與圖中示出的那些取向不同的取向之外的器件的不同取向。而且，諸如“第一”、“第二”等的術語也用于描述各個元件、 區(qū)域、部分等且也不旨在進行限制。貫穿該描述，相似的術語指代相似的元件。如本文中使用的術語“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是指示陳述的元件或特征的存在但是不排除附加元件或特征的開放式術語。除非上下文另有明確指示，冠詞“一”、 “一個”及“該”旨在包括復數(shù)以及單數(shù)。要理解，除非另有具體指出，本文中描述的各個實施例的特征可以彼此組合。如本文中使用的術語“電耦合”并不打算意味著元件必須直接耦合在一起，而是可以在“電耦合”元件之間提供插入元件。如本文中使用的術語“有源區(qū)域”指代例如通過諸如溝槽隔離或結隔離之類的隔離而與其他區(qū)域的半導體區(qū)域電隔離的器件的半導體區(qū)域。如本文中使用的術語特定導電類型(例如η型或ρ型)的“摻雜劑量”指代通過例如離子注入的適當方法向每單位表面積的半導體本體(例如漂移區(qū))中引入的該特定導電類型的摻雜劑數(shù)量。盡管本文中已示出和描述了特定實施例，但是本領域的普通技術人員將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，各種備選和/或等價實施方式可以替代示出和描述的特定實施例。本申請旨在覆蓋本文中討論的特定實施例的任意修改或變型。因此，本發(fā)明旨在僅由權利要求及其等價物限制。
權利要求
1.一種半導體器件，包含陰極；以及包括第一 P型半導體陽極區(qū)域和第二 P型半導體陽極區(qū)域的陽極，該第一 P型半導體陽極區(qū)域電連接到陽極接觸區(qū)域，該第二 P型半導體陽極區(qū)域經(jīng)由開關電耦合到陽極接觸區(qū)域，該開關配置成提供第二P型半導體陽極區(qū)域和陽極接觸區(qū)域之間的電連接或電斷開。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中與第一P型半導體陽極區(qū)域相對的陰極的第一部分中的η型摻雜劑量小于與第二 P型半導體陽極區(qū)域相對的陰極的第二部分中的η 型摻雜劑量。
3.根據(jù)權利要求2所述的半導體器件，其中陰極的第二部分中的η型摻雜劑量與陰極的第一部分中的η型摻雜劑量的比率介于5至IO4之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中第一P型半導體陽極區(qū)域中的P型摻雜劑量小于第二 P型半導體陽極區(qū)域中的P型摻雜劑量。
5.根據(jù)權利要求4所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體陽極區(qū)域中的ρ型摻雜劑量與第一 P型半導體陽極區(qū)域中的P型摻雜劑量的比率介于5至IO4之間。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體陽極區(qū)域的底面在半導體襯底內(nèi)定位得比第一 P型半導體區(qū)域的底面更深。
7.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體器件，還包含布置在第一P型半導體陽極區(qū)域和第二P型半導體陽極區(qū)域之間以及在陰極和陽極之間的η型漂移區(qū)。
8.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體器件，其中第一ρ型半導體陽極區(qū)域是合并Pin肖特基二極管的一部分。
9.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體器件，其中開關包括場效應晶體管。
10.根據(jù)權利要求9所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體區(qū)域是場效應晶體管的源極和漏極之一。
11.根據(jù)權利要求10所述的半導體器件，其中開關是包括橫向溝道的平面場效應晶體管或包括垂直溝道的溝槽場效應晶體管中的一個。
12.根據(jù)權利要求10所述的半導體器件，其中開關包括第一輔助η型區(qū)域和第二輔助 P型區(qū)域，該第二輔助P型區(qū)域是場效應晶體管的源極和漏極中的另一個。
13.根據(jù)權利要求12所述的半導體器件，其中第一輔助η型區(qū)域和第二輔助ρ型區(qū)域電連接到陽極接觸區(qū)域。
14.根據(jù)權利要求13所述的半導體器件，其中開關是包括橫向溝道的平面場效應晶體管；第一輔助η型區(qū)域布置在第二 ρ型半導體陽極區(qū)域中；第二輔助P型區(qū)域布置在第一輔助η型區(qū)域中；第二 P型半導體陽極區(qū)域、第一輔助η型區(qū)域和第二輔助ρ型區(qū)域每個均與半導體襯底的表面相鄰；并且柵極布置在第一輔助η型區(qū)域上方，該柵極配置成控制位于第二輔助P型區(qū)域和第二 P型半導體陽極區(qū)域之間的表面處的第一輔助η型區(qū)域中的溝道的導電性。
15.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其中柵極沿著平行于平面場效應晶體管的源極和漏極之間的表面的溝道方向的延伸在第二 P型半導體陽極區(qū)域上方結束。
16.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其中柵極沿著平行于平面場效應晶體管的源極和漏極之間的表面的溝道方向的延伸在η型漂移區(qū)上方結束。
17.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體器件，其中陽極和陰極之間的阻斷能力介于0. 6kV和IOkV之間。
18.根據(jù)權利要求13所述的半導體器件，其中開關是包括垂直溝道的溝槽場效應晶體管；第一輔助η型區(qū)域布置在第二 ρ型半導體陽極區(qū)域中；第二輔助P型區(qū)域布置在第一輔助η型區(qū)域中；第一輔助η型區(qū)域和第二輔助ρ型區(qū)域與半導體襯底的表面相鄰；并且柵極電極布置在溝槽內(nèi)，該柵極電極配置成控制位于第二輔助P型區(qū)域和第二 P型半導體陽極區(qū)域之間的溝槽的側壁處的第一輔助η型區(qū)域中的溝道的導電性。
19.根據(jù)權利要求18所述的半導體器件，其中柵極電極的底面比第二ρ型陽極區(qū)域的底面更深地結束在半導體襯底內(nèi)。
20.根據(jù)權利要求18所述的半導體器件，其中半導體襯底內(nèi)的柵極電極的底面在與第二 P型陽極區(qū)域的底面相同的水平或在第二 P型陽極區(qū)域的底面上方結束。
21.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中第一ρ型半導體陽極區(qū)域與溝槽隔離相鄰。
22.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中少數(shù)載流子壽命在第二ρ型半導體陽極區(qū)域中比在第一P型半導體陽極區(qū)域中高。
23.根據(jù)權利要求22所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體陽極區(qū)域中的少數(shù)載流子壽命與第一 P型半導體陽極區(qū)域中的少數(shù)載流子壽命的比率介于5至IO4之間。
24.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體陽極區(qū)域的效率高于第一 P型半導體陽極區(qū)域的效率。
25.根據(jù)權利要求M所述的半導體器件，其中第二ρ型半導體陽極區(qū)域的效率與第一 P型半導體陽極區(qū)域的效率的比率介于5至IO4之間。
26.一種半導體器件，包含陽極；以及包括第一 η型半導體陰極區(qū)域和第二 η型半導體陰極區(qū)域的陰極，該第一 η型半導體陰極區(qū)域電連接到陰極接觸區(qū)域，該第二 η型半導體陰極區(qū)域經(jīng)由開關電耦合到陰極接觸區(qū)域，該開關配置成提供第二η型半導體陰極區(qū)域和陰極接觸區(qū)域之間的電連接或電斷開。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括二極管的半導體器件。一種半導體器件包括陰極和陽極。陽極包括第一p型半導體陽極區(qū)域和第二p型半導體陽極區(qū)域。第一p型半導體陽極區(qū)域電連接到陽極接觸區(qū)域。第二p型半導體陽極區(qū)域經(jīng)由開關電耦合到陽極接觸區(qū)域，該開關配置成提供第二p型陽極區(qū)域和陽極接觸區(qū)域之間的電連接或電斷開。
文檔編號H01L29/36GK102569298SQ20111044626
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者H-G.?？藸? J.舒曼 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司