專利名稱：包括第一和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別地涉及包括第一和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
當高速切換電感負載時或者在靜電放電事件期間，要求半導(dǎo)體部件、諸如功率開關(guān)或者靜電放電器件耗散電感器或者充電的元件中存儲的能量。這要求相對于其他半導(dǎo)體元件調(diào)整這些半導(dǎo)體部件的接通行為以保證被指定耗散能量的半導(dǎo)體元件吸收相應(yīng)放電電流并且因而避免不能吸收能量的半導(dǎo)體元件的任何過應(yīng)力(overstress)而且在將導(dǎo)致器件破壞的模式中避免任何過應(yīng)力。因此希望當高速關(guān)斷電感負載時或者在靜電放電事件期間改進半導(dǎo)體器件中的能量耗散。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一種半導(dǎo)體器件的實施例，該半導(dǎo)體器件包括:第一半導(dǎo)體元件，其包括在第一端子與第二端子之間的第一 pn結(jié)。該半導(dǎo)體器件還包括:半導(dǎo)體元件，其包括在第三端子與第四端子之間的第二 pn結(jié)。該半導(dǎo)體器件還包括:半導(dǎo)體本體，其包括單片地集成的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件。第一和第三端子電耦合到第一器件端子。第二和第四端子電耦合到第二器件端子。第一 pn結(jié)的擊穿電壓Vfcl的溫度系數(shù)Ci1和第二 pn結(jié)的擊穿電壓Vfc2的溫度系數(shù)a 2具有相同代數(shù)符號并且在T=300K處滿足
C.6 >; Si < < 1,1 X u，其中 Vbr2〈 Vbrl。本領(lǐng)域技術(shù)人員將在閱讀以下詳細實施方式時并且在查看附圖時認識附加特征和優(yōu)點。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且在本說明書中并入附圖而且附圖構(gòu)成說明書的部分。附示本發(fā)明的實施例并且與描述一起服務(wù)于說明本發(fā)明的原理。本發(fā)明的其他實施例和本發(fā)明的許多預(yù)計優(yōu)點將在它們參照以下詳細描述而變得被更好理解時容易得到認識。附圖的元素不一定是相對于彼此成比例。相同標號表示對應(yīng)相似部分。各種所示實施例的特征除非它們相互排斥則可以被組合。在附圖中描繪并且在以下描述中 詳述實施例。圖1A是包括第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的一個實施例的等效電路的示意圖示。圖1B是圖1A中所示半導(dǎo)體器件的示意橫截面視圖的一個實施例。圖2圖示了半導(dǎo)體器件的一個實施例的示意橫截面視圖，該半導(dǎo)體器件包括溝槽n型場效應(yīng)晶體管(NFET)的單元陣列和溝槽感測單元。圖3是半導(dǎo)體器件的橫截面視圖的一個實施例的示意圖示，該半導(dǎo)體器件包括溝槽NFET的單元陣列和溝槽感測單元，溝槽NFET和溝槽感測單元的溝槽具有不同深度。圖4是超結(jié)(super junction)器件的橫截面視圖的一個實施例的示意圖示,該超結(jié)器件包括超結(jié)場效應(yīng)晶體管的單元陣列和超結(jié)感測單元。圖5是半導(dǎo)體器件的電路圖的一個實施例的示意圖示，該半導(dǎo)體器件包括觸發(fā)NFET的第一二極管和被配置成耐受靜電放電電流的第二二極管。圖6是圖5中所示半導(dǎo)體器件的一部分的示意橫截面視圖的一個實施例。圖7是圖示了圖6中所示器件沿著線AA’和BB’的橫向p型雜質(zhì)分布圖的實施例的示意圖。圖8圖示了圖2中所示半導(dǎo)體器件的示意橫截面視圖，該半導(dǎo)體器件包括在溝槽感測單元和溝槽NFET的柵極電極之間電耦合的至少一個居間元件。圖9圖示了圖5中所示半導(dǎo)體器件的電路圖的示意圖，該半導(dǎo)體器件包括在NFET的漏極與柵極之間電耦合的居間元件。圖1OA至IOC圖示了限流居間元件的示例。圖1IA至IIF圖示了整流居間元件的示例。 圖12A和12B圖示了切換居間元件的示例。圖13圖示了在圖5中所示NFET的柵極與漏極之間電耦合的電路元件的一個實施例。
具體實施例方式在以下詳細描述中，參照附圖，這些附圖形成詳細描述的一部分，并且在附圖中通過圖示示出了其中可以實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例。就這一點而言，參照描述的(一個或多個)附圖的定向來使用諸如“頂部”、“底部”、“前”、“后”、“在前”、“在后”、“之上”、“上方”、“以下”等方向術(shù)語。由于實施例的部件可以定位于多個不同定向，所以方向術(shù)語用于圖示的目的而絕非限制。將理解可以利用其他實施例并且可以進行結(jié)構(gòu)或者邏輯改變而未脫離本發(fā)明的范圍。例如，作為一個實施例的部分而圖示或者描述的特征可以關(guān)于其他實施例或者與其他實施例結(jié)合使用以產(chǎn)生又一實施例。旨在于本發(fā)明包括這樣的修改和變型。使用不應(yīng)解釋為對所附權(quán)利要求書的范圍進行限制的具體語言來描述示例。附圖未按比例并且僅用于示例目的。為了清楚，相同元件或者制造過程如果未另外指示則已經(jīng)在不同附圖中由相同標號表不。如在本說明書中使用的術(shù)語“橫向”和“水平”旨在于描述與半導(dǎo)體襯底或者半導(dǎo)體本體的第一表面平行的定向。這可以例如是晶片或者管芯的表面。如在本說明書中使用的術(shù)語“垂直”旨在于描述與半導(dǎo)體襯底或者半導(dǎo)體本體的
第一表面垂直布置的定向。如在本說明書中所用，術(shù)語“耦合的”和/或“電耦合的”并非意味著表示元件必須直接耦合在一起一可以在“耦合的”或者“電耦合的”的元件之間提供居間元件。作為示例，居間元件中的零個、部分或者所有居間元件可以可控制以在“耦合的”或者“電耦合的”的元件之間提供低歐姆連接而在另一時候提供非低歐姆連接。術(shù)語“電連接的”旨在于描述在電連接在一起的元件之間的低歐姆電連接、例如經(jīng)由金屬和/或高度摻雜半導(dǎo)體的連接。在本說明書中，n摻雜可以指代第一傳導(dǎo)性類型，而p摻雜指代第二傳導(dǎo)性類型。無需贅言，可以用相反摻雜關(guān)系形成半導(dǎo)體器件，使得第一傳導(dǎo)性類型可以是P摻雜并且第二傳導(dǎo)性類型可以是n摻雜。另外，一些圖通過在摻雜類型旁邊指示或者“ + ”來圖示相對摻雜濃度。例如“n_”意味著比“n”摻雜區(qū)域的摻雜濃度小的摻雜濃度，而“n+”摻雜區(qū)域具有比“n”摻雜區(qū)域大的摻雜濃度。然而，指示相對摻雜濃度除非另有明示則不意味著相同相對摻雜濃度的摻雜區(qū)域具有相同的絕對摻雜濃度。例如，兩個不同的n+摻雜區(qū)域可以具有不同的絕對摻雜濃度。這例如同樣適用于n+摻雜和P+摻雜區(qū)域。在本說明書中描述的具體實施例涉及而不限于通過場效應(yīng)控制的功率半導(dǎo)體器件并且特別地涉及單極器件、諸如MOSFET。如在本說明書中使用的術(shù)語“場效應(yīng)”旨在于描述在半導(dǎo)體溝道區(qū)域中“反型溝道”的電場中介形成(mediated formation)和/或反型溝道的傳導(dǎo)性和/或形狀的控制。在本說明書的上下文中，術(shù)語“場效應(yīng)結(jié)構(gòu)”旨在于描述如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成于半導(dǎo)體襯底或者半導(dǎo)體本體或者半導(dǎo)體器件中并且具有通過電介質(zhì)區(qū)域或者電介質(zhì)層或者絕緣結(jié)構(gòu)的部分至少與體區(qū)絕緣的柵極電極。用于在柵極電極與體區(qū)之間形成電介質(zhì)區(qū)域或者電介質(zhì)層的電介質(zhì)材料的示例包括但不限于氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化娃(silicon oxinitride) (SiOxNy)、氧化錯(ZrO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鈦(TiO2)和氧化鉿(HfO2)或者這些材料的堆疊物。在柵極電極和通常連接到體區(qū)的源極電極之間的閾值電壓Vth以上，在體區(qū)的與電介質(zhì)區(qū)域或者電介質(zhì)層鄰接的溝道區(qū)域中由于場效應(yīng)而形成和/控制反型溝道。閾值電壓Vth通常指代為了在第一傳導(dǎo)性類型的如下兩個半導(dǎo)體區(qū)域之間開始單極電流流動而必需的最小柵極電壓，這兩個半導(dǎo)體區(qū)域形成晶體管的源極和漏極。在本說明書的上下文中，術(shù)語“M0S”(金屬氧化物半導(dǎo)體)應(yīng)當理解為包括更一般術(shù)語“MIS”(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)。例如術(shù)語MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)應(yīng)當理解為包括如下FET，這些FET具有并非氧化物的柵極絕緣體、即在分別意味著IGFET(絕緣柵場效應(yīng)晶體管)和MISFET的更一般術(shù)語中使用術(shù)語M0SFET。另外，諸如“第一”、“第二”等術(shù)語也用來描述各種元件、區(qū)域、段等并且也并非旨在于限制。相似術(shù)語在說明書全文中指代相似元件。如這里所用，術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”等是開放式術(shù)語，這些開放式術(shù)語指示存在所言元件或者特征、但是未排除附加元件或者特征。冠詞“一個/ 一種”和“該”除非上下文另有明示則旨在于包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)。圖1A示意地圖示了半導(dǎo)體器件100的電路圖的一個實施例。半導(dǎo)體器件100包括第一半導(dǎo)體兀件101,該第一半導(dǎo)體兀件101包括在第一端子102與第二端子103之間的第一 pn結(jié)。半導(dǎo)體器件100還包括第二半導(dǎo)體器件104，該第二半導(dǎo)體器件104包括在第三端子105與第四端子106之間的第二 pn結(jié)。第一和第二半導(dǎo)體元件101、104單片地集成于半導(dǎo)體本體(在圖1A中未不出，參見圖1B)中。第一和第三端子102、105電稱合到第一器件端子107。第二和第四端子103、106電耦合到第二器件端子108。第一半導(dǎo)體元件101的第一 Pn結(jié)的擊穿電壓Vfcl的溫度系數(shù)a I和半導(dǎo)體元件104的第二 pn結(jié)的擊穿電壓Vbrt
的溫度系數(shù)Q2具有相同代數(shù)符號并且在T=300K處滿足X < < I ■ 1:< H。根據(jù)另一實施例，在T=300K處的關(guān)系;< a <.. : 有效。第一和第三端子102、105中的每個端子可以未直接耦合到第一器件端子107、但是包括居間元件。同樣地，第二和第四端子103、106中的每個端子可以未直接耦合到第二器件端子108、但是包括一個或者多個居間元件。作為示例，示意地圖示了在第二端子103與第二器件端子108之間的居間元件109。然而，更多或者更少居間元件可以布置于端子102、103、105、106中的一個或者多個端子與器件端子107、108中的對應(yīng)端子之間。在圖1A的電路圖的示意圖示中，圖示了第一和第二半導(dǎo)體元件101、104中的每個半導(dǎo)體元件為兩端子器件、諸如例如二極管。然而這些元件101、104中的一個或者兩個元件可以包括多于兩個端子、例如三個端子、諸如兩個負載端子和一個控制端子。作為示例，第一和/或第二半導(dǎo)·體元件101、104可以例如包括具有源極、漏極、柵極的FET和具有集電極、射極、基極的雙極晶體管。器件端子107、108可以例如是、但不限于包括諸如，例如接地、電池、輸入、輸出和/或電壓抽頭(tap)管腳的芯片管腳。圖1B示意地圖示了圖1A的半導(dǎo)體器件100的橫截面視圖的一個實施例。在半導(dǎo)體本體110，例如半導(dǎo)體襯底(諸如硅(Si)襯底)或者如下載體的區(qū)域A中，其中該載體具有形成于其上的半導(dǎo)體層(例如外延Si層)，形成第一半導(dǎo)體元件101或者其部分。在半導(dǎo)體本體110的第二區(qū)域B中，形成第二半導(dǎo)體元件104或者其部分。因此，單片地集成半導(dǎo)體元件101、104。如圖1A中圖示的那樣(在圖1B中未圖示)互連半導(dǎo)體元件。在圖1B的示意橫截面視圖中，包括第一半導(dǎo)體元件101的區(qū)域A橫向地鄰接包括第二半導(dǎo)體元件104的第二區(qū)域B。根據(jù)另一實施例，在區(qū)域A與區(qū)域B之間的橫向距離小于IOOOii m、具體小于IOOii m。區(qū)域A和區(qū)域B也可以直接布置于彼此旁邊。這允許在第一與第二半導(dǎo)體元件101、104之間的有利熱耦合。這進一步允許最小化通常隨著距離增加而增加的過程變化的影響。因此改進了對這些元件的調(diào)整。根據(jù)另一實施例，區(qū)域B由區(qū)域A包圍，例如區(qū)域B可以例如包括在晶體管單元陣列的區(qū)域A之上擴展開、例如均勻地擴展的感測單元。通過如上文描述的那樣設(shè)置溫度系數(shù)a r a 2和擊穿電壓Vfcl、Vfc2，這是通過使用相似結(jié)構(gòu)和摻雜分布圖來實現(xiàn)的，可以改進半導(dǎo)體元件101、104的匹配。因此，可以改進在靜電放電事件期間或者在關(guān)斷電感負載期間在第一和第二半導(dǎo)體元件101、104中的指定的一個半導(dǎo)體元件中的能量耗散的可靠性。圖2示意地圖示了半導(dǎo)體器件200的橫截面視圖的一個實施例，該半導(dǎo)體器件200包括區(qū)域C中的溝槽NFET單元陣列和區(qū)域D中的溝槽感測單元。溝槽NFET和溝槽單元感測單元共享n+摻雜半導(dǎo)體襯底201和形成于其上的n摻雜漂移區(qū)202、例如n摻雜外延層。在n+摻雜半導(dǎo)體襯底201的后側(cè)203形成接觸(contact)204、例如金屬接觸，該金屬接觸例如包括Al、T1、Ag、Au、N1、Cu、Tu。接觸204構(gòu)成溝槽NFET和感測單元二者的漏極接觸。溝槽NFET的區(qū)域C中的漂移區(qū)202鄰接p摻雜體區(qū)205。p摻雜體區(qū)205電耦合到在前側(cè)207的傳導(dǎo)層206?？梢栽赑摻雜體區(qū)205與傳導(dǎo)層206之間的界面處提供P+摻雜體接觸區(qū)(在圖2中未圖示)。這一體接觸區(qū)可以建立在P摻雜體區(qū)205與傳導(dǎo)層206之間的歐姆接觸。溝槽207a…c從前側(cè)207經(jīng)過p摻雜體區(qū)205向溝槽NFET的η摻雜漂移區(qū)202中延伸。作為示例，溝槽207a…c或者溝槽207a…c中的一些溝槽可以構(gòu)成連續(xù)溝槽結(jié)構(gòu)的部分。場電極208a…c布置于溝槽207a…c的底部部分中，并且柵極電極209a…c布置于溝槽207a…c的頂部部分中。絕緣結(jié)構(gòu)210a…c布置于場電極208a…c與柵極電極209a…c之間。絕緣結(jié)構(gòu)210a…c包括鄰接體區(qū)205的柵極電介質(zhì)并且也提供在電極208a…C、209a…c和周圍漂移區(qū)202/體區(qū)205之間的電絕緣。在其他實施例中，場電極可以被省略或者可以是柵極電極的部分。另外，n+摻雜源區(qū)211a…e橫向地鄰接溝槽207a…c并且電耦合到傳導(dǎo)層206。絕緣帽212a…c布置于柵極電極209a…c上并且提供在傳導(dǎo)層206與柵極電極209a…c之間的電絕緣。溝槽感測單元的區(qū)域D中的漂移區(qū)202鄰接P摻雜體區(qū)205’。在圖2中所示實施例中，P摻雜體區(qū)205’具有比溝槽NFET的區(qū)域C中的P摻雜體區(qū)205的寬度W1大的寬度w2。另外，P摻雜體區(qū)205’具有比溝槽NFET的區(qū)域C中的P摻雜體區(qū)205的深度(I1大、SP豎直尺度更大的深度d2。這些布局和設(shè)計措施允許設(shè)置區(qū)域C中的包括P摻雜體區(qū)205和η摻雜漂移區(qū)202的第一 ρη結(jié)的擊穿電壓Vtol大于溝槽感測單元的區(qū)域D中的包括ρ摻雜體區(qū)205’和η摻雜漂移區(qū)202的第二 ρη結(jié)的擊穿電壓Vfc2。ρ摻雜體區(qū)205’橫向地鄰接一側(cè)上的絕緣結(jié)構(gòu)210c和與該一側(cè)相反的另一側(cè)上的絕緣結(jié)構(gòu)210d。絕緣結(jié)構(gòu)210d電絕緣溝槽207d中的場電極208d。ρ摻雜體區(qū)205’電耦合到傳導(dǎo)層206’。與區(qū)域C中的`溝槽NFET相似，可以提供ρ+摻雜體接觸區(qū)以建立在傳導(dǎo)層206’與ρ摻雜體區(qū)205’之間的歐姆接觸(在圖2中未圖示)。絕緣帽212d布置于場電極208c的頂部。在圖2中所示實施例中，溝槽感測單元沒有任何n+摻雜源區(qū)。場電極208a…d通常電耦合到傳導(dǎo)層206。在其他實施例中，場電極208d可以電耦合到傳導(dǎo)層206’。ρ摻雜體區(qū)205’經(jīng)由傳導(dǎo)層206’和可選居間元件、例如接線，電耦合到區(qū)域C中的溝槽NFET的柵極電極209a…b。通過線213以簡化方式圖示了可選居間元件。ρ摻雜體區(qū)205’經(jīng)由居間元件214進一步電耦合到器件端子GND。居間元件214可以例如包括電阻器和/或柵極驅(qū)動器電路的部分和/或變換器的部分。作為示例，當用負電源電壓關(guān)斷IGBT時，可以經(jīng)由變換器的部分實現(xiàn)電耦合。傳導(dǎo)層206也與器件端子GND電連接。因此,在區(qū)域C中的溝槽NFET與區(qū)域D中的溝槽感測單元之間的互連是如圖1A的示意電路圖中所示互連的一個示例。換而言之，區(qū)域C中的溝槽NFET是圖1A中所示第二半導(dǎo)體元件104的一個示例，并且區(qū)域D中的溝槽感測單元是圖1A中所示第一半導(dǎo)體元件101的一個示例。半導(dǎo)體器件200的第一和第二 ρη結(jié)的設(shè)計允許對第一 ρη結(jié)的擊穿電壓Vfcl的溫度系數(shù)Q1和第二 ρη結(jié)的擊穿電壓Vfc2的溫度系數(shù)Ci2的調(diào)整以具有相同代數(shù)符號并且在
Τ=300Κ處滿足 s u 、 < 1.1 X u。因此，當經(jīng)由半導(dǎo)體器件200關(guān)斷電感負載時，ρη結(jié)的反向電壓首先增加觸發(fā)區(qū)域D中的溝槽感測單元的第二 ρη結(jié)的電擊穿，而區(qū)域C中的溝槽NFET的第一 ρη結(jié)保持于阻塞狀態(tài)(blocking state)中。在溝槽感測單元中生成的擊穿電流、例如雪崩電流經(jīng)由居間元件214流向GND?？缇娱g元件214、例如跨內(nèi)部柵極電阻器和/或外部柵極電阻器的電壓降和/或柵極驅(qū)動器電路的內(nèi)阻導(dǎo)致只要這一電壓降超過溝槽NFET 200的閾值電壓、電流就沿著在區(qū)域C中的溝槽NFET的源極與漏極之間的溝道流動。因此，當經(jīng)由半導(dǎo)體器件200關(guān)斷電感負載時，區(qū)域D中的溝槽感測單元中的電擊穿所觸發(fā)的、電感器內(nèi)存儲的能量的耗散出現(xiàn)于區(qū)域C中的溝槽NFET中。由于在傳導(dǎo)層206與漂移區(qū)202之間的區(qū)域C中的溝槽NFET內(nèi)的電流是溝道電流，所以溝槽NFET 200內(nèi)的雪崩生成可以被減少若干數(shù)量級。因此可以顯著地減少將在溝槽NFET的雪崩擊穿期間出現(xiàn)的絕緣結(jié)構(gòu)210a…b內(nèi)的熱載流子的俘獲。這導(dǎo)致半導(dǎo)體器件20的改進可靠性。根據(jù)一個實施例，在第一 ρη結(jié)的第一擊穿電壓Vbri與第二 ρη結(jié)的第二擊穿電壓Vbr2之間的差值在區(qū)域C中的溝槽NFET的閾值電壓的50%至600%、甚至50%至300%之間的范圍中。差值Vbrl-Vbr2可以例如在2V至IOV的范圍內(nèi)。圖2中所示半導(dǎo)體器件200 是如下器件設(shè)計的一個示例，該器件設(shè)計具有比溝槽NFET 200中的擊穿電壓Vtol小的溝槽感測單元中的擊穿電壓Vto2，使得第一 ρη結(jié)的擊穿電壓的溫度系數(shù)Q1和第二ρη結(jié)的擊穿電壓的溫度系數(shù)Q2具有相同代數(shù)符號并且在Τ=300Κ
C.* <t < I* < I.i X u 。然而除了圖2中所示半導(dǎo)體器件200的設(shè)計之外，其他設(shè)計措施也可以允許設(shè)置比區(qū)域C中的溝槽NFET的擊穿電壓Vbrt小的區(qū)域D的溝槽感測單元的擊穿電壓Vfc2。在圖3的示意橫截面視圖中以簡化方式圖示了這樣的設(shè)計的又一示例。在圖3中，通過設(shè)置比溝槽NFET的溝槽的深度dT1小的溝槽感測單元的溝槽的深度dT2來實現(xiàn)與區(qū)域C中的溝槽NFET的擊穿電壓相比的區(qū)域D中的溝槽感測單元的擊穿電壓的減少。在包括實現(xiàn)漂移區(qū)中的電荷補償?shù)膱鲭姌O的溝槽FET的情況下，這可以例如通過設(shè)置比溝槽NFET的溝槽寬度Wn小的溝槽感測單元D的溝槽寬度Wt2來實現(xiàn)。根據(jù)另一實施例，溝槽感測單元D的溝槽可以由絕緣材料、例如SiO2完全填充。根據(jù)又一實施例，第一傳導(dǎo)性類型的可選屏蔽區(qū)域布置于漂移區(qū)內(nèi)并且鄰接溝槽感測單元的溝槽的底部。屏蔽區(qū)域在圖3中由虛線示意地圖示并且可以例如包括在IxlO12cm_2至lxl013cm_2的范圍中的ρ型雜質(zhì)的劑量。在圖4的示意橫截面視圖中以簡化方式圖示了半導(dǎo)體器件400的設(shè)計的又一示例。在圖4中，半導(dǎo)體器件400包括第一區(qū)域C中的超結(jié)FET的單元陣列和區(qū)域D中的超結(jié)感測單元。超結(jié)FET包括形成于η摻雜漂移區(qū)432內(nèi)的第一 ρ摻雜補償區(qū)域431a、431b。第一 P摻雜體區(qū)433a、433b鄰接第一側(cè)435和第一 ρ摻雜補償區(qū)域431a、431b。第一 n+型源區(qū)436a、436b布置于第一 ρ摻雜體區(qū)433a、433b內(nèi)并且鄰接第一側(cè)435。第一柵極結(jié)構(gòu)434布置于第一側(cè)435上。區(qū)域D中的超結(jié)感測單元包括形成于η摻雜漂移區(qū)432內(nèi)的第二 ρ摻雜補償區(qū)域441a、441b。第二 ρ摻雜體區(qū)443a、443b鄰接第一側(cè)435和第二 ρ摻雜補償區(qū)域441a、441b。第二 n+型源區(qū)446a、446b布置于第二 ρ摻雜體區(qū)443a、443b內(nèi)并且鄰接第一側(cè)435。柵極結(jié)構(gòu)444可以布置于第一側(cè)435上?？梢岳缤ㄟ^調(diào)整超結(jié)NFET和超結(jié)感測單元中的補償區(qū)域和漂移區(qū)的橫向尺寸wpl、wnl、wp2、wn2來實現(xiàn)與第一區(qū)域C中的超結(jié)FET的擊穿電壓Vto2相比減少第二區(qū)域D中的超結(jié)感測單元的擊穿電壓Vtol。作為示例,在P加載(p-loaded)超結(jié)FET中可以設(shè)置wpl〈wp2或者wni> W。作為又一示例，在η加載超結(jié)FET中可以設(shè)置wpl>wp2或者wnl〈w 2。作為用于與第一區(qū)域C中的超結(jié)FET的擊穿電壓Vfc2相比減少第二區(qū)域D中的超結(jié)感測單元的擊穿電壓Vbri的又一示例，可以設(shè)置第二 P摻雜補償區(qū)域441a、441b的深度小于ρ摻雜補償區(qū)域431a、431b的深度。雖然上文描述的具體實施例包括NFET,但是上文描述的教導(dǎo)也可以應(yīng)用于包括包含非補償漂移區(qū)的平面DM0SFET (雙擴散M0SFET)、橫向DM0SFET和IGBT的其他半導(dǎo)體器件。也可以形成FET為上漏(drain-up)FET。圖5示意地圖示了半導(dǎo)體器件500的電路圖的一個實施例。半導(dǎo)體器件500包括第一半導(dǎo)體二極管510，該第一半導(dǎo)體二極管510包括在第一陰極502與第一陽極503之間的第一 ρη結(jié)。半導(dǎo)體器件500還包括第二半導(dǎo)體二極管504，該第二半導(dǎo)體二極管504包括在第二陰極505與第二陽極506之間的第二 ρη結(jié)。第一和第二半導(dǎo)體二極管501、504單片地集成于半導(dǎo)體本體(在圖5中未圖示，參見圖6)中。第一和第二陰極502、505電稱合到第一器件端子507。第一和第二陽極503、506電耦合到第二器件端子508。第二陽極506經(jīng)由居間元件509電耦合到第二器件端子508。第一半導(dǎo)體二極管501的第一 ρη結(jié)的擊穿電壓Vfcl的溫度系數(shù)α:和第二半導(dǎo)體二極管504的第二 ρη結(jié)的擊穿電壓Vfc2的溫度系數(shù)α 2具有相同代數(shù)符號并且在Τ=300Κ處
倆足 *-.r-: 《.1 ".1.I (―真，其中 Vbr2〈 Vbrl0半導(dǎo)體器件500還包括NFET 530。NFET 530的漏極電耦合到第一器件端子507。NFET的源極電耦合到第二器件端子508。NFET的柵極電耦合到第二二極管504的陽極506。當經(jīng)由NFET 530關(guān)斷電感負載時，在第一與第二器件端子507、508之間的電壓增加造成第二半導(dǎo)體二極管504的擊穿。第二半導(dǎo)體二極管504可以通過充當分壓器與居間元件一起以接通NFET 530來耗散關(guān)斷的電感器中存儲的能量這樣的方式來鉗(clamp)在第一與第二器件端子507、508之間的電壓。在第一與第二器件端子之間的靜電放電期間，第一半導(dǎo)體二極管501由于NFET530的面積和內(nèi)阻約束而吸收多數(shù)放電電流。因此，在器件端子507與508之間的電壓上升直至第一半導(dǎo)體二極管501吸收放電電流。由于第一和第二半導(dǎo)體二極管501、504就它們的溫度系數(shù)α ρ α 2以及它們的擊穿電壓Vbrt和Vto2而言密切相關(guān)，所以可以在提供器件在整個操作溫度范圍內(nèi)的安全操作時增加所謂的ESD窗，即ESD保護元件的操作的電壓范圍和/或可以減少面積消耗。圖6圖不了圖5中所不半導(dǎo)體器件500的第一和第二半導(dǎo)體二極管501、504的橫截面視圖的一個實施例。關(guān)于在第一與第二半導(dǎo)體二極管501、504之間的互連，參照圖5中所示電路圖。第一半導(dǎo)體二極 管501包括η+摻雜隱埋層533a，該n+摻雜隱埋層533a，其經(jīng)由n+摻雜沉降(sinker) 537a電耦合到在前側(cè)535的第一陰極接觸534a。n+摻雜沉降537a和η.摻雜隱埋層533a包含n_摻雜層539a,該n_摻雜層539a可以是外延層的部分。n_摻雜層539a包含ρ摻雜陽極區(qū)域541a。ρ摻雜陽極區(qū)域541a鄰接前側(cè)535并且電耦合到陽極接觸536a。根據(jù)一個實施例，ρ摻雜陽極區(qū)域541a包括在前側(cè)535的具有充分濃度的ρ型雜質(zhì)分布圖，該濃度允許形成與陽極接觸536a的歐姆接觸。替代地或者除此之外，可以在前側(cè)535的ρ摻雜陽極區(qū)域541a內(nèi)提供p+摻雜陽極接觸區(qū)。與第一二極管501相似，第二二極管也包括n+摻雜隱埋層533b、n+摻雜沉降537b、n_摻雜層539b、p摻雜陽極區(qū)域541b、第二陰極接觸534b和第二陽極接觸536b。使用相同過程步驟來制造第一和第二二極管中的對應(yīng)元件。通過選擇ρ摻雜陽極區(qū)域541a、541b中的P型雜質(zhì)的不同劑量來設(shè)置第一二極管501的擊穿電壓Vtel大于第二二極管504的擊穿電壓Vte2。根據(jù)一個實施例，可以通過各個區(qū)域中植入P型雜志時使用不同掩模孔或者不同掩?？椎年嚵衼聿煌卦O(shè)置P摻雜陽極區(qū)域541a、541b中的這些雜質(zhì)的平均片濃度(sheet concentration)。作為示例，經(jīng)過鄰近掩模開口植入的雜質(zhì)的向外擴散造成重疊雜質(zhì)分布圖。增強的向外擴散將均勻化沿著橫向方向的分布圖。雖然圖6的示例中所示第一和第二二極管501、504包括n+摻雜隱埋層533a、533b和n+摻雜沉降537a、537b，但是也可以例如在橫向ρη結(jié)二極管中省略η+摻雜沉降537a、537b。另外，n+摻雜沉降537a、537b也可以替換為如下溝槽，這些溝槽至少部分由n+摻雜半導(dǎo)體材料填充，該半導(dǎo)體材料例如是與溝槽的側(cè)壁鄰接的η.摻雜多晶硅。由于第一和第二半導(dǎo)體二極管501、504由于陽極和陰極半導(dǎo)體區(qū)域的相似或者相同處理而就它們的擊穿電壓Vbrt、Vfc2和溫度系數(shù)α P α 2而言密切相關(guān)，所以可以在提供器件在整個操作溫度范圍內(nèi)的安全操作之時增加所謂的ESD窗。在圖7中圖示了 ρ型雜質(zhì)分布圖的示例。參照圖7中所示示意圖，根據(jù)第一示例，圖6中所示第二二極管504的陽極區(qū)域541b中的沿著線BB’的橫向方向X的濃度分布圖Cpl恒定，并且第一二極管501的陽極區(qū)域541a中的沿著線AA’的橫向方向x的濃度分布圖cp2呈波狀(corrugated)并且包括最小值和最大值?？梢越?jīng)由在 待形成的陽極區(qū)域541b上方具有孔的掩模植入ρ型雜質(zhì)來形成波狀分布圖cp2?？梢圆贾每诪殚_口的規(guī)則圖案、諸如方形從而造成分布圖Cp2中的最大值的對應(yīng)規(guī)則圖案。最大值的圖案在與前側(cè)535平行的區(qū)域中。根據(jù)另一示例，第二二極管504的陽極區(qū)域541b中的沿著線BB’的橫向方向x的分布圖Cp3為波狀并且包括最小值和最大值。在這一示例中，Cp3 > Cp2成立以設(shè)置Vfcl >Vbr2°根據(jù)又一示例，也可以通過向第一和第二陽極區(qū)域二者中植入第一 ρ型雜質(zhì)劑量并且僅向第二陽極區(qū)域中植入第二P型雜質(zhì)劑量或者僅向第一陽極區(qū)域中植入更小η型雜
質(zhì)劑量來設(shè)置Vbri > Vbr20上文說明了在圖5中所示器件中設(shè)置Vfcl > Vbr2的示例。更多示例包括不僅在陽極區(qū)域中而且在陽極區(qū)域和陰極區(qū)域中或者僅在陰極區(qū)域中設(shè)置P或者η型雜質(zhì)的不同劑量。作為示例，可以相應(yīng)地設(shè)置這些劑量，使得關(guān)系.:: < (V: -V.}, V < “2成立。圖8圖示了圖2中所示半導(dǎo)體器件的示意橫截面視圖，該半導(dǎo)體器件包括經(jīng)由傳導(dǎo)層206’在ρ摻雜體區(qū)205’與區(qū)域C中的溝槽NFET的柵極電極209a…b之間電耦合的第一類型的居間元件260。第一類型的居間元件206是通過線213在圖2中以簡化方式圖示的居間元件的一個示例。居間元件241可以是第二類型的居間元件。描述并且圖示第一和第二類型的居間元件260、214的示例如下。圖9圖示了圖5中所示半導(dǎo)體器件的電路圖的示意圖，該半導(dǎo)體器件包括在NFET530的漏極與柵極之間電耦合的第一類型的居間元件560a、560b。居間元件509可以是第二類型的居間元件。描述并且圖示第一和第二類型的居間元件560a、560b、509的示例如下。在圖9中所示實施例中，可以包括居間元件560a、560b之一或者居間元件560a、560b 二者。第一類型的居間元件的一個示例包括例如根據(jù)施加的電壓限制電流的限流居間元件。限流居間元件的一個示例是如圖1OA中所示電阻器(R)，該電阻器可以具有線性電流-電壓特性。限流居間元件的另一示例是如圖1OB中所示電流鏡，該電流鏡可以具有非線性電流-電壓特性。限流居間元件的又一示例是如圖1OC中所示包括可選電壓控制電路的晶體管。第一類型的居間元件的另一示例包括允許僅一個極性的電流流動的整流元件。關(guān)于另一極性，整流元件包括高阻。例如當以正常模式(例如接通狀態(tài))操作圖2和圖8中所示區(qū)域C中的溝槽NFET單元陣列時，在柵極處的電壓通常大于在漏極處的電壓。圖2、圖8中的居間元件213、260防止柵極向區(qū)域D中的溝槽感測單元放電。當在漏極處的電壓造成區(qū)域D中的溝槽感測單元接通時，居間元件213、260在低阻狀態(tài)中并且未阻礙或者僅輕微阻礙電流流動。同樣地，當以正常模式(例如接通狀態(tài))操作圖9中所示NFET 530時，在柵極處的電壓通常大于在漏極處的電壓。圖9中的居間元件560a、560b防止柵極經(jīng)過第二半導(dǎo)體二極管504放電。當在漏極處的電壓造成第二半導(dǎo)體二極管504的電擊穿時，居間元件560a、560b在低阻狀態(tài)中并且未阻礙或者僅輕微阻礙電流流過第二半導(dǎo)體二極管504。整流居間元件的一個示例是圖1lA中所示齊納二極管。整流居間元件的另一示例是二極管、例如如圖1lB中所示ρη結(jié)或者肖特基二極管。整流居間元件的另一示例是如圖1lC中所示具有柵極到源極/本體耦合的NFET。整流居間元件的另一示例是如圖1lD中所示具有柵極到源極/本體耦合的PFET。整流居間元件的另一示例是如圖1lE中所示具有基極到射極耦合的NPN晶體管。整流居間元件的另一示例是如圖1lF中所示具有基極到射極耦合的PNP晶體管。第一類型的居間元件的另一示例包括切換元件，這些切換元件允許接通和關(guān)斷圖2和圖8中所示區(qū)域D中的溝槽感測單元的功能以及圖9中所示第二半導(dǎo)體二極管504的功能。切換元件可以從低阻狀態(tài)向高阻狀態(tài)切換并且反之亦然。切換居間元件的一個示例是如圖12Α中所示NFET、例如MOSFET和驅(qū)動器電路。切換居間元件的一個示例是如圖12Β中所示的PFET、例如MOSFET和驅(qū)動器電路。驅(qū)動器電路可以被配置成驅(qū)動NFET或者PFET，從而在它的源極與漏極之間建立兩個或者更多電阻值。第二類型的居間元件的一個示例包括柵極電介質(zhì)保護居間元件，這些居間元件限制在FET的柵極與源極之間的電壓用于保護柵極電介質(zhì)。柵極電介質(zhì)保護居間元件的一個示例是在閾值電壓以下表現(xiàn)高阻狀態(tài)并且在閾值電壓以上表現(xiàn)低阻狀態(tài)的元件、例如如圖1lAUlB中所示齊納二極管、ρη結(jié)二極管或者肖特基二極管。當使用比如齊納二極管或者雪崩二極管的二極管作為柵極電介質(zhì)保護居間元件、例如居間元件214 (參見圖2和圖8)和/或居間元件509 (參見圖5和圖9 )時，二極管的陰極引向待保護的柵極、例如引向圖2和圖8中所示區(qū)域C中的溝槽NFET的柵極或者圖5和圖9中所示NFET 530的柵極。第二類型的居間元件的另一示例包括在柵極控制遺漏或者關(guān)斷時限定柵極的放電時間常數(shù)的放電電路。放電電路的一個示例是圖1OA中所示電阻器。第二類型的居間元件的另一示例包括柵極鉗位元件，這些柵極鉗位元件短路圖5和圖9中所示NFET 530的柵極和源極以及短路圖2和圖8的區(qū)域C中的溝槽NFET的柵極和源極。這些元件允許例如掉電模式中的晶體管解激活。分別在圖12A和12B中圖示了柵極鉗位元件的示例。第二類型的居間元件的另一示例包括例如當包括晶體管的預(yù)驅(qū)動器(pre-driver)并且無需附加功能時具有高阻或者超高阻的電阻器或者斷開?？梢愿鶕?jù)寄生結(jié)構(gòu)和/或功能約束來組合和布置居間元件。圖13圖示了在圖5和圖9中所示NFET的柵極與漏極之間電耦合的電路元件的一個實施例。而居間元件561a是限流居間元件，而居間元件561b是整流居間元件。因此，整流和限流功能由居間元件56la、56Ib組合。雖然這里已經(jīng)圖示并且描述了具體實施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解多種替代和/或等同實施可以替換示出和描述的具體實施例而未脫離本發(fā)明的范圍。本申請旨在于覆蓋這里討論的具體實施例的任何修改或者變化。因此旨在于本發(fā)明僅由權(quán)利要求書及其等同物限制。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 第一半導(dǎo)體元件，其包括在第一端子與第二端子之間的第一 Pn結(jié)； 第二半導(dǎo)體元件，其包括在第三端子與第四端子之間的第二 Pn結(jié)； 半導(dǎo)體本體，其包括單片地集成的所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件；并且其中 所述第一和第三端子電耦合到第一器件端子； 所述第二和第四端子電耦合到第二器件端子；并且 所述第一 Pn結(jié)的擊穿電壓Vfcl的溫度系數(shù)a i和所述第二 pn結(jié)的擊穿電壓Vfc2的溫度系數(shù)a 2具有相同代數(shù)符號并且在T=300K處滿足G, t >: (I <+ Ii < 1.1:< u ,其中 Vbr2 〈 Vbrl。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一半導(dǎo)體元件是溝槽場效應(yīng)晶體管單元，并且所述第一 Pn結(jié)包括第一傳導(dǎo)性類型的第一體區(qū)和與所述第一傳導(dǎo)性類型不同的第二傳導(dǎo)性類型的第一漂移區(qū)域； 所述第一體區(qū)鄰接在所述第一體區(qū)的第一側(cè)的第一溝槽結(jié)構(gòu)，并且所述第一體區(qū)鄰接在所述第一體區(qū)的與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)的第二溝槽結(jié)構(gòu)； 所述第二半導(dǎo)體元件是感測單元，并且所述第二 Pn結(jié)包括所述第一傳導(dǎo)性類型的第二體區(qū)和所述第二傳導(dǎo)性類型的第二漂移區(qū)域；并且 所述第二體區(qū)鄰接在所述第二體區(qū)的第一側(cè)的第三溝槽結(jié)構(gòu)，并且所述第二體區(qū)鄰接在所述第二體區(qū)的與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)的第四溝槽結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二體區(qū)電耦合到所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的至少一個溝槽結(jié)構(gòu)的柵極電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述第一pn結(jié)的所述第一擊穿電壓Vfcl與所述第二 Pn結(jié)的所述第二擊穿電壓Vfc2之間的差值在所述溝槽場效應(yīng)晶體管的閾值電壓的50%至600%之間的范圍中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個包括由絕緣材料填充的溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一體區(qū)的寬度大于所述第二體區(qū)的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一體區(qū)的寬度小于所述第二體區(qū)的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的深度小于所述第三和第四溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的深度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的寬度小于所述第三和第四溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的深度大于所述第三和第四溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第三和第四溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，還包括:所述第一傳導(dǎo)性類型的屏蔽區(qū)域，其布置于所述漂移區(qū)域內(nèi)并且鄰接所述第三和第四溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)的底部。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述第一和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體本體的表面處在所述第一體區(qū)的底部到所述第一體區(qū)的頂部之間的第一距離小于在所述半導(dǎo)體本體的所述表面處在所述第二體區(qū)的底部到所述第二體區(qū)域的頂部之間的第二距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中: 溝槽場效應(yīng)晶體管單元陣列包括第一多個所述場效應(yīng)晶體管單元； 第二多個所述感測單元在所述溝槽場效應(yīng)晶體管單元陣列的區(qū)域之上擴展；并且 所述第一多個大于所述第二多個。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一和第二溝槽結(jié)構(gòu)的每個溝槽結(jié)構(gòu)包括柵極電極和布置于所述柵極電極以下的至少一個場電極，所述半導(dǎo)體器件還包括: 在所述柵極電極與所述至少一個場電極之間的電絕緣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一半導(dǎo)體元件是超結(jié)陣列單元，并且所述第一 pn結(jié)包括第一 p型柱區(qū)域和第一n型柱區(qū)域； 所述第二半導(dǎo)體元件是超結(jié)感測單元，并且所述第二 pn結(jié)包括第二 p型柱區(qū)域和第二n型柱區(qū)域；并且 其中 所述第一和第二半導(dǎo)體元件在它們的P型柱區(qū)域和它們的n型柱區(qū)域的橫向尺寸中的至少一個橫向尺度上不同。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一半導(dǎo)體元件是晶體管單元，并且所述第一 pn結(jié)包括第一傳導(dǎo)性類型的第一體區(qū)和與所述第一傳導(dǎo)性類型不同的第二傳導(dǎo)性類型的第一漂移區(qū)域； 所述第二半導(dǎo)體元件是感測單元，并且所述第二 pn結(jié)包括所述第一傳導(dǎo)性類型的第二體區(qū)和所述第二傳導(dǎo)性類型的第二漂移區(qū)域；并且其中 在所述第一和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體本體的表面處在所述第一體區(qū)的底部到所述第一提取的頂部之間的第一距離小于在所述半導(dǎo)體本體的所述表面處在所述第二體區(qū)的底部到所述第二體區(qū)的頂部側(cè)之間的第二距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一半導(dǎo)體元件是晶體管單元，并且所述第一 pn結(jié)包括第一傳導(dǎo)性類型的第一體區(qū)和與所述第一傳導(dǎo)性類型不同的第二傳導(dǎo)性類型的第一漂移區(qū)域； 第二半導(dǎo)體元件是感測單元，并且所述第二 pn結(jié)包括所述第一傳導(dǎo)性類型的第二體區(qū)和所述第二傳導(dǎo)性類型的第二漂移區(qū)域；并且其中所述第一體區(qū)的寬度不同于所述第二體區(qū)的寬度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一半導(dǎo)體元件是第一二極管，并且所述第一 pn結(jié)包括第一傳導(dǎo)性類型的第一陽極區(qū)域和與所述第一傳導(dǎo)性類型不同的第二傳導(dǎo)性類型的第一陰極區(qū)域；并且 第二半導(dǎo)體元件是第二二極管，并且所述第二 pn結(jié)包括所述第一傳導(dǎo)性類型的第二陽極區(qū)域和所述第二傳導(dǎo)性類型的第二陰極區(qū)域。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，還包括: 晶體管，其包括第一負載端子、第二負載端子和控制端子；并且其中 所述晶體管的所述第一和第二負載端子以及所述第一半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述晶體管是n型場效應(yīng)晶體管； 所述第一負載端子是漏極； 所述第二負載端子是源極； 所述控制端子是柵極；并且 所述第二陽極區(qū)域電耦合到所述柵極。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一pn結(jié)的所述第一擊穿電壓Vfcl和所述第二 pn結(jié)的所述第二擊穿電壓Vfc2滿足C < !V: -Y.)., V' <::…2。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一陽極區(qū)域包括第一 P型雜質(zhì)，并且所述第二陽極區(qū)域包括所述第一 P型雜質(zhì)；并且 所述第一陰極區(qū)域包括第一 n型雜質(zhì)，并且所述第二陰極區(qū)域包括所述第一 n型雜質(zhì)；并且 所述第一陽極區(qū)域中的所述一 P型雜質(zhì)、所述第二陽極區(qū)域中的所述第一 P型雜質(zhì)、所述第一陰極區(qū)域中的所述第一n型雜質(zhì)和所述第二陰極區(qū)域中的所述第一n型雜質(zhì)中的至少一個的橫向濃度分布圖為波狀并且包括最大值和最小值。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第二半導(dǎo)體二極管包括以下至少一個: 所述第二陽極區(qū)域中的在所述第一陽極區(qū)域中不存在的第二 P型雜質(zhì)，或者 所述第二陰極區(qū)域中的在所述第一陰極區(qū)域中不存在的第二 n型雜質(zhì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一二極管是包括至少4000 u m2的陽極面積的靜電放電保護器件。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述溝槽場效應(yīng)晶體管單元的柵極與所述感測單元之間電耦合的至少一個居間元件，并且其中所述居間元件是限流元件、整流元件和切換元件中的一個元件或者組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述溝槽場效應(yīng)晶體管單元的柵極與所述溝槽場效應(yīng)晶體管單元的源極之間電耦合的至少一個居間元件，并且其中所述居間元件是柵極電介質(zhì)保護元件、放電電路、柵極鉗位元件、電阻器和斷開中的一個或者組合。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述第一負載端子與所述控制端子之間電耦合的至少一個居間元件，并且其中所述居間元件是限流元件、整流元件和切換元件中的一個元件或者組合。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述控制端子與所述第二負載端子之間電耦合的至少一個居間元件，并且其中所述居間元件是柵極電介質(zhì)保護元件、放電電路、柵極鉗位元件、電阻器和斷開中的一個或者組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括第一和第二半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件。一種半導(dǎo)體器件包括第一半導(dǎo)體元件，其包括在第一端子與第二端子之間的第一pn結(jié)。該半導(dǎo)體器件還包括半導(dǎo)體元件，其包括在第三端子與第四端子之間的第二pn結(jié)。該半導(dǎo)體元件還包括半導(dǎo)體本體，其包括單片地集成的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件。第一和第三端子電耦合到第一器件端子。第二和第四端子電耦合到第二器件端子。第一pn結(jié)的擊穿電壓Vbr1的溫度系數(shù)α1和第二pn結(jié)的擊穿電壓Vbr2的溫度系數(shù)α2具有相同代數(shù)符號并且在T=300K處滿足，其中Vbr2<Vbr1。
文檔編號H01L27/02GK103165597SQ20121052204
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者U.格拉澤, F.希爾勒, C.倫茲霍費爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司