專(zhuān)利名稱(chēng)：具有自充電場(chǎng)電極的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件，具體涉及功率半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)體器件(如功率MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管或功率二極管)包括漂移區(qū)以及在MOS晶體管中處于漂移區(qū)與體區(qū)(body region)之間且在二極管中處于漂移區(qū)與發(fā)射極區(qū)之間的pn結(jié)。漂移區(qū)的摻雜濃度低于體區(qū)和發(fā)射極區(qū)的摻雜濃度，使得當(dāng)器件阻斷時(shí)(其為在pn結(jié)反向偏置時(shí))，耗盡區(qū)(空間電荷區(qū))主要在漂移區(qū)中擴(kuò)張。漂移區(qū)沿器件的電流流動(dòng)方向的尺寸以及漂移區(qū)的摻雜濃度主要限定了半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力。在單極器件(如功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管))中，漂移區(qū)的摻雜濃度還限定了器件的導(dǎo)通電阻，其為處于導(dǎo)通狀態(tài)的半導(dǎo)體器件的電阻。 當(dāng)pn結(jié)反向偏置時(shí)，在pn結(jié)的兩側(cè)均電離摻雜劑原子，得到與電場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的空間電荷區(qū)。電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)幅度的積分與對(duì)pn結(jié)反向偏置的電壓相對(duì)應(yīng),其中電場(chǎng)的最大值處于pn結(jié)處。當(dāng)電場(chǎng)的最大值達(dá)到與用于實(shí)現(xiàn)漂移區(qū)的半導(dǎo)體材料的類(lèi)型相關(guān)的臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，發(fā)生雪崩擊穿。當(dāng)在漂移區(qū)中提供以下電荷時(shí)可以提高漂移區(qū)的摻雜濃度而不減弱器件的電壓阻斷能力所述電荷可以充當(dāng)在Pn結(jié)反向偏置時(shí)漂移區(qū)中的電離摻雜劑原子的反電荷，使得耗盡區(qū)在漂移區(qū)中擴(kuò)張。根據(jù)已知的概念，在漂移區(qū)中提供了場(chǎng)電極或場(chǎng)板，該場(chǎng)電極或場(chǎng)板通過(guò)場(chǎng)電極電介質(zhì)與漂移區(qū)介質(zhì)絕緣。這些場(chǎng)電極可以提供所需的反電荷。根據(jù)一個(gè)已知的概念，這些場(chǎng)電極電連接至固定的電位，如MOSFET中的柵極或源極電位。然而，這可以在場(chǎng)電極與漂移區(qū)中的與MOSFET中的漏極區(qū)接近的那些區(qū)之間產(chǎn)生高電壓，使得將需要厚的場(chǎng)電極電介質(zhì)。然而，厚的場(chǎng)電極電介質(zhì)減小所期望的補(bǔ)償效果。根據(jù)另一已知的概念，多個(gè)場(chǎng)電極在漂移區(qū)的電流流動(dòng)方向上被布置為彼此遠(yuǎn)離(distant to)，并且這些場(chǎng)電極連接至不同的電壓源以便將這些場(chǎng)電極偏置到不同電位。然而，實(shí)現(xiàn)電壓源是困難的。根據(jù)另一已知的概念,場(chǎng)電極電連接至與穿過(guò)布置于半導(dǎo)體主體(semiconductorbody)之上的接觸電極的漂移區(qū)相同的摻雜類(lèi)型的摻雜半導(dǎo)體區(qū)。利用互補(bǔ)摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)來(lái)對(duì)漂移區(qū)至少部分地屏蔽該“耦合區(qū)”。存在著利用漂移區(qū)來(lái)減小導(dǎo)通電阻并增加半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力的需要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是利用漂移區(qū)來(lái)減小導(dǎo)通電阻并增加半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力。第一實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件，其包括第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)、所述漂移區(qū)與器件區(qū)之間的結(jié)、以及所述漂移區(qū)中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。所述場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)電極；場(chǎng)電極電介質(zhì)，與所述場(chǎng)電極鄰接并布置在所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間，并且具有開(kāi)口 ；以及場(chǎng)終止區(qū)，具有所述第一摻雜類(lèi)型并且比所述漂移區(qū)更重?fù)诫s，所述場(chǎng)終止區(qū)通過(guò)所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口將所述場(chǎng)電極連接至所述漂移區(qū)。第二實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件，其包括第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)、所述漂移區(qū)與器件區(qū)之間的結(jié)、以及所述漂移區(qū)中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。所述場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)電極；場(chǎng)電極電介質(zhì)，與所述場(chǎng)電極鄰接并布置在所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間，并且具有開(kāi)口 ；以及生成區(qū)(generation region),通過(guò)所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口將所述場(chǎng)電極連接至所述漂移區(qū)或布置在所述場(chǎng)電極中。第三實(shí)施例涉及一種用于在半導(dǎo)體主體中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括在所述半導(dǎo)體主體中形成溝槽；在所述溝槽的側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層；在所述溝槽的底部上形成第二電介質(zhì)層；以及在所述第二電介質(zhì)層上形成具有表面的第一多晶硅層。所述方法還包括在多晶硅層的表面的區(qū)域中形成空洞(void)，所述空洞延伸通過(guò)所述第一電介質(zhì)層以便暴露所述半導(dǎo)體主體的半導(dǎo)體材料；以及在所述空洞中的所述半導(dǎo)體主體的被暴露的區(qū)域上生長(zhǎng)單晶半導(dǎo)體材料并在所述第一多晶硅層上生長(zhǎng)第二多晶硅層。所述第一多晶硅層和所述第二多晶硅層形成場(chǎng)電極，并且所述空洞之下的第一電介質(zhì)層和所述第一電介質(zhì)層形成場(chǎng)電極電介質(zhì)。第三實(shí)施例涉及一種用于在半導(dǎo)體主體中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括在第一半導(dǎo)體層中形成從第一表面延伸的溝槽；在所述溝槽的側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層；在所述溝槽的底部上形成第二電介質(zhì)層；以及在所述溝槽中形成場(chǎng)電極，其中所述場(chǎng)電極不完全填充所述溝槽。所述方法還包括在所述第一表面上的第一半導(dǎo)體層的被暴露的部分上生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層還覆蓋所述第一表面上的第一電介質(zhì)層，所述第二半導(dǎo)體層所述溝槽之上留有開(kāi)口 ；以及在所述第二半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)第三半導(dǎo)體層，所述第三半導(dǎo)體層閉合(close)所述溝槽，在所述場(chǎng)電極之上留有空洞。通過(guò)上述技術(shù)方案，半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻能夠減小并且半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力能夠增加。本領(lǐng)域技術(shù)人員將在閱讀以下具體實(shí)施方式
后并在查看附圖后認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)說(shuō)明示例。附圖用于示意基本原理，使得僅示意用于理解基本原理所必需的方面。附圖不是按比例繪制的。在附圖中，相同的參考標(biāo)記表示相似的特征。在附圖中圖I示意了根據(jù)第一實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖2示意了根據(jù)第二實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖3示意了根據(jù)第三實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖4示意了根據(jù)第四實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖5示意了根據(jù)第五實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖6示意了根據(jù)第六實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖7示意了根據(jù)第七實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖8示意了根據(jù)第八實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖9示意了根據(jù)第九實(shí)施例的包括場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；[0026]圖10示意了在半導(dǎo)體器件阻斷時(shí)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的區(qū)域中的半導(dǎo)體器件中的等位線.圖11示意了條形(stripe-shaped)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)；圖12示意了堆形(pile-shaped)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)；圖13示意了根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖，該半導(dǎo)體器件包括沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向彼此成一直線(in line with)布置的多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)；圖14示意了根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖，該半導(dǎo)體器件包括在與電流流動(dòng)方向垂直的方向上偏移布置的多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)；圖15示意了包括多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例；·[0032]圖16包括圖16A至16D，示意了場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極和場(chǎng)電極電介質(zhì)的可能形式或幾何結(jié)構(gòu)的另外實(shí)施例；圖17示意了被實(shí)現(xiàn)為晶體管的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例；圖18示意了被實(shí)現(xiàn)為晶體管的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施例；圖19示意了被實(shí)現(xiàn)為晶體管的半導(dǎo)體器件的第三實(shí)施例；圖20示意了被實(shí)現(xiàn)為晶體管的半導(dǎo)體器件的第四實(shí)施例；圖21示意了被實(shí)現(xiàn)為二極管的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例；圖22包括圖22A至22H，示意了用于在半導(dǎo)體主體中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的方法的第一實(shí)施例，圖22A至22H中的每一個(gè)示出了在各個(gè)過(guò)程步驟期間半導(dǎo)體主體的部分的橫截面視圖；圖23包括圖23A至23H，示意了用于在半導(dǎo)體主體中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的方法的第二實(shí)施例，圖23A至23H中的每一個(gè)示出了在各個(gè)過(guò)程步驟期間半導(dǎo)體主體的部分的橫截面視圖。
具體實(shí)施方式
在以下具體實(shí)施方式
中，參照了附圖，這些附圖形成以下具體實(shí)施方式
的一部分，并且其中以示意的方式示出了可實(shí)施本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。在這一點(diǎn)上，參照所描述的附圖的定向，使用了方向性術(shù)語(yǔ)，如“頂”、“底”、“前”、“后”、“首”、“尾”等等。由于實(shí)施例的組件可以以多個(gè)不同定向而定位，因此方向性術(shù)語(yǔ)用于示意的目的而決不進(jìn)行限制。要理解，在不脫離本實(shí)用新型的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)上或邏輯上的改變。因此，以下具體實(shí)施方式
不要視為具有限制意義，并且本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。要理解，這里描述的各個(gè)示例實(shí)施例的特征可以彼此組合，除非另外具體聲明。圖I示意了根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體主體100、第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)11以及漂移區(qū)11與另一器件區(qū)13之間的結(jié)12。結(jié)12是pn結(jié)或肖特基結(jié)。在第一種情況下，該另一器件區(qū)13是與第一摻雜類(lèi)型互補(bǔ)的第二摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)。在第二種情況下，該另一器件區(qū)13是肖特基區(qū)或肖特基金屬，如例如鋁(Al)、硅化鎢(WSi)、硅化鉭(TaSi)、硅化鈦(TiSi)、硅化鉬(PtSi)或硅化鈷(CoSi)。該另一器件區(qū)13電耦合至第一電極或端子31，并且漂移區(qū)11電耦合或連接至第二電極或端子32。這些第一和第二電極僅在圖I中示意性地示出。[0043]半導(dǎo)體器件還包括漂移區(qū)11中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20。半導(dǎo)體器件可以包括其他器件特征，如例如當(dāng)半導(dǎo)體器件被實(shí)現(xiàn)為MOS晶體管時(shí)的柵電極。然而，在圖I中以及在圖2至9中，僅示意了半導(dǎo)體器件的對(duì)理解漂移區(qū)11中布置的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的操作原理所必需的那些特征。該場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20可以用在包括漂移區(qū)(如，圖I所示的漂移區(qū)11)和結(jié)(如，圖I所示的漂移區(qū)11與另一器件區(qū)13之間的結(jié)12)的每個(gè)半導(dǎo)體器件中。具有漂移區(qū)以及在漂移區(qū)與另外器件區(qū)之間的結(jié)的半導(dǎo)體器件是(但不限于)MOS晶體管，如MOSFET(金屬氧化物柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或IGBT (絕緣柵雙極晶體管)、p-i-n 二極管、肖特基二極管、JFET (結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。參 照?qǐng)DI至9說(shuō)明的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20可以用在垂直器件或橫向器件中，在垂直器件中，器件的電流流動(dòng)方向與器件的半導(dǎo)體主體的垂直方向相對(duì)應(yīng)，而在橫向器件中，器件的電流流動(dòng)方向與器件的半導(dǎo)體主體的橫向(水平)方向相對(duì)應(yīng)。參照?qǐng)D1，場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20包括場(chǎng)電極21和場(chǎng)電極電介質(zhì)22。場(chǎng)電極電介質(zhì)22與場(chǎng)電極21鄰接，布置在場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間，并具有開(kāi)口 26，使得在漂移區(qū)11內(nèi)場(chǎng)電極電介質(zhì)22不完全包圍場(chǎng)電極21。場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20還包括場(chǎng)終止區(qū)23，場(chǎng)終止區(qū)23具有第一摻雜類(lèi)型并且比漂移區(qū)11更重?fù)诫s。場(chǎng)終止區(qū)23通過(guò)場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26將場(chǎng)電極21耦合或連接至漂移區(qū)11。漂移區(qū)11的摻雜濃度例如處于IO14CnT3 (IeHcnT3)與IO18CnT3 (lel8cm_3)之間的范圍內(nèi)。場(chǎng)終止區(qū)23的摻雜濃度例如處于1016cm_3 (lel6cnT3)與102°cm_3 (le20cm_3)之間的范圍內(nèi)。場(chǎng)終止區(qū)23的摻雜使得當(dāng)在漂移區(qū)11中擴(kuò)張的耗盡區(qū)到達(dá)場(chǎng)終止區(qū)23時(shí)，場(chǎng)終止區(qū)23不能完全耗盡電荷載流子(charge carrier)。當(dāng)半導(dǎo)體主體100包括硅作為半導(dǎo)體材料時(shí)，在場(chǎng)終止區(qū)23中的摻雜劑劑量(dopant dose)高于大約2 · IO12CnT2 (2el2Cm_2)時(shí)，場(chǎng)終止區(qū)23不能完全耗盡電荷載流子。場(chǎng)終止區(qū)23的摻雜劑劑量與場(chǎng)終止區(qū)23的摻雜濃度沿電流流動(dòng)方向X的積分相對(duì)應(yīng)。場(chǎng)電極電介質(zhì)22包括例如氧化物、氮化物、高k電介質(zhì)、低k電介質(zhì)等。場(chǎng)電極電介質(zhì)22甚至可以包括在包圍場(chǎng)電極21的空洞中形成的氣體或真空。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，場(chǎng)電極電介質(zhì)22是具有兩個(gè)或更多個(gè)不同電介質(zhì)層的復(fù)合層。半導(dǎo)體器件具有電流流動(dòng)方向X，其為在半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)(處于導(dǎo)通狀態(tài))時(shí)電荷載流子在漂移區(qū)11中流動(dòng)的方向。場(chǎng)電極21具有長(zhǎng)度I并具有寬度W，長(zhǎng)度I是場(chǎng)電極21沿電流流動(dòng)方向X的尺寸，寬度w是場(chǎng)電極21沿與電流流動(dòng)方向X垂直的方向的尺寸。一個(gè)場(chǎng)電極21可以具有變化的長(zhǎng)度和變化的寬度。在這種情況下，長(zhǎng)度“I”表示場(chǎng)電極21的長(zhǎng)度的最大值，而寬度、”限定了場(chǎng)電極21的寬度的最大值。場(chǎng)電極電介質(zhì)22基本上具有U形，該U形具有底部分22i和兩個(gè)腿(leg)部分222、223。場(chǎng)電極21的寬度w是場(chǎng)電極電介質(zhì)22的兩個(gè)腿部分222、223之間的場(chǎng)電極21的尺寸。如將參照?qǐng)D16A至16D說(shuō)明的那樣，可以以許多不同的方式來(lái)修改場(chǎng)電極電介質(zhì)22的U形。然而，修改后的U形也包括底部分22i和兩個(gè)腿部分，這兩個(gè)腿部分限定了寬度w并且在這兩個(gè)腿部分之間布置場(chǎng)電極21。場(chǎng)電極21的長(zhǎng)寬比(其為長(zhǎng)度I與寬度w之比)高于1，即，1/ >1。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，長(zhǎng)寬比Ι/w在I與50之間，具體地在5與50之間。場(chǎng)電極22的厚度(其為場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間的場(chǎng)電極電介質(zhì)22的尺寸)可以變化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該厚度在IOnm與2 μ m之間。場(chǎng)電極22具有兩個(gè)縱向末端，其為場(chǎng)電極21沿電流流動(dòng)方向X的方向的那些末端。場(chǎng)電極21的第一縱向末端面向場(chǎng)電極電介質(zhì)22的底部分22lt)場(chǎng)電極21的第二縱向末端面向場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26,其中在圖I所的實(shí)施例中，該開(kāi)口 26面向半導(dǎo)體器件的結(jié)12或者位于半導(dǎo)體器件的結(jié)12的方向上。在公開(kāi)關(guān)于場(chǎng)電極21和場(chǎng)終止區(qū)23的可能實(shí)施方式的其他細(xì)節(jié)之前，參照?qǐng)DI來(lái)說(shuō)明半導(dǎo)體器件的(具體地，場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的)基本操作原理。為了說(shuō)明的目的，假定漂移區(qū)11是η摻雜的，使得當(dāng)在漂移區(qū)11與另一器件區(qū)13之間或者在第二和第一端子32、31之間分別施加正電壓時(shí)，結(jié)12反向偏置。然而，以下說(shuō)明的操作原理也對(duì)應(yīng)地適用于具有P摻雜漂移的半導(dǎo)體器件。當(dāng)結(jié)12反向偏置時(shí)，耗盡區(qū)(空間電荷區(qū))在始于結(jié)12的漂移區(qū)11中擴(kuò)張。耗盡 區(qū)的寬度(其為耗盡區(qū)沿與結(jié)12垂直的方向的尺寸)與對(duì)結(jié)12反向偏置的電壓相關(guān)；當(dāng)反向偏置電壓增大時(shí)，耗盡區(qū)的寬度增大。在耗盡區(qū)內(nèi)，在漂移區(qū)11中存在電離的摻雜劑原子。這些電離的摻雜劑原子在漂移區(qū)11是η摻雜的時(shí)具有正電荷(并且在漂移區(qū)是P摻雜的時(shí)具有負(fù)電荷)。與漂移區(qū)11中的正電荷相對(duì)應(yīng)的負(fù)電荷位于結(jié)12的另一側(cè)的另一器件區(qū)13中。當(dāng)耗盡區(qū)到達(dá)場(chǎng)終止區(qū)23時(shí)，電離過(guò)程還在與漂移區(qū)11具有相同摻雜類(lèi)型的場(chǎng)終止區(qū)23中開(kāi)始進(jìn)行。在η摻雜的場(chǎng)終止區(qū)23中，產(chǎn)生電子，從而將正摻雜劑離子留在場(chǎng)終止區(qū)23中(這些電離的摻雜劑原子未在圖I中示出)。由于由場(chǎng)終止區(qū)23和漂移區(qū)11中的正電荷電離的摻雜劑原子弓I起的電場(chǎng)，沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向X將在場(chǎng)終止區(qū)23中產(chǎn)生的電子驅(qū)離結(jié)12。場(chǎng)終止區(qū)23在電流流動(dòng)方向上與場(chǎng)電極21相鄰，使得將在場(chǎng)終止區(qū)23中產(chǎn)生的電子被驅(qū)入場(chǎng)電極21。由于場(chǎng)電極電介質(zhì)22，電子被“困”在場(chǎng)電極21中，使得場(chǎng)電極21被負(fù)充電。由此，不僅另一器件區(qū)13而且場(chǎng)電極21提供與漂移區(qū)11中的正電荷相對(duì)應(yīng)的負(fù)電荷(反電荷)。當(dāng)由漂移區(qū)11中的電離的摻雜劑原子和另一器件區(qū)13中的對(duì)應(yīng)反電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)達(dá)到臨界電場(chǎng)時(shí)，達(dá)到半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力。臨界電場(chǎng)是半導(dǎo)體主體的半導(dǎo)體材料(如硅)的材料常數(shù)。在結(jié)12處達(dá)到臨界電場(chǎng)時(shí)的反向偏置電壓與漂移區(qū)11的摻雜濃度相關(guān)，因而與可以在對(duì)結(jié)12施加反向偏置電壓時(shí)電離的摻雜劑原子的數(shù)目相關(guān)。然而，當(dāng)例如在圖I的半導(dǎo)體器件中，漂移區(qū)11中的電離的摻雜劑原子不僅在結(jié)12的另一側(cè)的另一器件區(qū)13中而且在漂移區(qū)11內(nèi)(即，在場(chǎng)電極21中)找到對(duì)應(yīng)的反電荷時(shí)，可以在不減弱半導(dǎo)體器件的電壓阻斷能力的情況下增大漂移區(qū)11的摻雜濃度。增大漂移區(qū)11的摻雜濃度對(duì)半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻來(lái)說(shuō)是有益的。在單極半導(dǎo)體器件(如例如MOSFET或肖特基二極管)中，導(dǎo)通電阻主要由漂移區(qū)11的歐姆電阻定義，其中當(dāng)漂移區(qū)11的摻雜濃度增大時(shí)，漂移區(qū)11的歐姆電阻減小。場(chǎng)電極21在電流流動(dòng)方向上與場(chǎng)終止區(qū)23相鄰，使得電荷載流子從場(chǎng)終止區(qū)23流入其被困在其中的場(chǎng)電極21。產(chǎn)生被困在場(chǎng)電極21中的電荷載流子的過(guò)程是可逆的，這意味著當(dāng)通過(guò)關(guān)斷反向偏置電壓來(lái)移除漂移區(qū)11中的耗盡區(qū)時(shí)，被困在場(chǎng)電極21中的電子流回到場(chǎng)終止區(qū)23中。當(dāng)漂移區(qū)11和場(chǎng)終止區(qū)23是η摻雜區(qū)時(shí)，在耗盡區(qū)到達(dá)場(chǎng)終止區(qū)23時(shí)流入場(chǎng)電極21的電荷載流子是η型電荷載流子(電子)。在這種情況下，場(chǎng)電極21被負(fù)充電。然而，當(dāng)漂移區(qū)11和場(chǎng)終止區(qū)23是P摻雜區(qū)時(shí)，P型電荷載流子流入場(chǎng)電極21，從而對(duì)場(chǎng)電極正充電。例如，當(dāng)場(chǎng)電極21包括金屬時(shí)，P型電荷載流子流入場(chǎng)電極與電子從金屬場(chǎng)電極21流入場(chǎng)終止區(qū)23相對(duì)應(yīng)。參照?qǐng)DI，場(chǎng)終止區(qū)23可以完全布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)23內(nèi)，使得場(chǎng)終止區(qū)23不沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向X延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26之外。場(chǎng)電極21包括例如第一摻雜類(lèi)型的單晶半導(dǎo)體材料、多晶或非晶半導(dǎo)體材料、或者金屬。可以在場(chǎng)終止區(qū)23與場(chǎng)電極21之間布置將場(chǎng)終止區(qū)23電連接至電極21的導(dǎo)電接觸部或接觸區(qū)24。當(dāng)場(chǎng)電極21是第一摻雜類(lèi)型的單晶半導(dǎo)體區(qū)時(shí)，場(chǎng)電極21的摻雜濃度可以與場(chǎng)終止區(qū)23的摻雜濃度相對(duì)應(yīng)。在這種情況下，可以在相同半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)提供這兩種功能(場(chǎng)終止和場(chǎng)電極)。然而，還可以使場(chǎng)終止區(qū)23和場(chǎng)電極21具有不同摻雜濃度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，場(chǎng)電極21的摻雜濃度與漂移區(qū)11的摻雜濃度相對(duì)應(yīng)?？蛇x地，場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20包括屏蔽結(jié)構(gòu)25，屏蔽結(jié)構(gòu)25沿電流流動(dòng)方向x被布置 為遠(yuǎn)離場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26。屏蔽結(jié)構(gòu)25與場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20成一直線。屏蔽結(jié)構(gòu)25的寬度(其為屏蔽結(jié)構(gòu)25沿與電流流動(dòng)方向垂直的方向的尺寸)可以與場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的寬度相對(duì)應(yīng)或者可以大于場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的寬度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，屏蔽結(jié)構(gòu)25僅包括電介質(zhì)，如例如氧化物。根據(jù)另一實(shí)施例，屏蔽結(jié)構(gòu)25包括通過(guò)電介質(zhì)與半導(dǎo)體區(qū)(如漂移區(qū)11)介質(zhì)絕緣的電極。例如，該電極電連接至參考電位。該參考電位可以是第一端子31的電位。在以下將參照?qǐng)D17至20說(shuō)明的MOSFET中，參考電位還可以是柵電極的電位。當(dāng)器件處于阻斷狀態(tài)時(shí)，屏蔽結(jié)構(gòu)25的與參考電位相連接的電極可以提供針對(duì)場(chǎng)終止區(qū)23中的電荷的反電荷。根據(jù)另一實(shí)施例，屏蔽結(jié)構(gòu)25是與漂移區(qū)11的摻雜類(lèi)型互補(bǔ)的摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)。圖2示意了對(duì)圖I所示的半導(dǎo)體器件的修改。在根據(jù)圖2的半導(dǎo)體器件中，場(chǎng)終止區(qū)23延伸通過(guò)場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26，使得場(chǎng)終止區(qū)23沿電流流動(dòng)方向x延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口 26之外。在圖2所示的實(shí)施例中，在與電流流動(dòng)方向X垂直的方向上，場(chǎng)終止區(qū)23并不延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外。參照?qǐng)D3，場(chǎng)終止區(qū)23還可以沿與電流流動(dòng)方向X垂直的方向延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外。然而，在該方向上，場(chǎng)終止區(qū)23并不延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外多于200nm、多于lOOnm、或者甚至不多于50nm。在圖I至3所示的實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23和場(chǎng)電極電介質(zhì)22將場(chǎng)電極21和漂移區(qū)11完全分離。然而，這僅是示例。根據(jù)圖4所示的另一實(shí)施例，場(chǎng)電極21的部分與緊鄰場(chǎng)終止區(qū)23的漂移區(qū)11鄰接。在圖4所示的實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23具有兩個(gè)場(chǎng)終止區(qū)部分，在這兩個(gè)場(chǎng)終止區(qū)部分之間場(chǎng)電極21延伸至漂移區(qū)11。然而，這僅是示例。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，場(chǎng)終止區(qū)23僅包括一個(gè)部分。在圖4所示的實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23完全布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)22內(nèi)。然而，場(chǎng)終止區(qū)23還可以沿電流流動(dòng)方向延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口之外。圖5示意了半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23僅布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外。在該實(shí)施例中，場(chǎng)電極21或可選接觸部24延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22的開(kāi)口并與場(chǎng)終止區(qū)23鄰接。在圖5所示的實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23 (和場(chǎng)電極電介質(zhì)22)將場(chǎng)電極21和漂移區(qū)11完全分離。然而，這僅是示例。還可以存在場(chǎng)電極21中的與漂移區(qū)11鄰接的部分，例如如圖4所示。盡管在圖I至5所示的實(shí)施例中開(kāi)口 26的大小與場(chǎng)電極21的寬度w相對(duì)應(yīng)，但是這僅是示例。參照?qǐng)D6，場(chǎng)電極電介質(zhì)22可以被實(shí)現(xiàn)為具有比場(chǎng)電極21的寬度w小的開(kāi)口 26。對(duì)于參照?qǐng)DI至5說(shuō)明的每個(gè)實(shí)施例，可以采用場(chǎng)電極電介質(zhì)22的這種小開(kāi)口。如圖6所示將場(chǎng)終止區(qū)23布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外并在開(kāi)口 26處與場(chǎng)電極21或接觸部24鄰接僅是與較小開(kāi)口相結(jié)合實(shí)現(xiàn)場(chǎng)終止區(qū)23的許多不同實(shí)施例中的一個(gè)。圖7示意了具有場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。該場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20包括生成區(qū)50，生成區(qū)50被配置為當(dāng)在結(jié)12反向偏置時(shí)耗盡區(qū)到達(dá)生成區(qū)50時(shí)生成電荷載流子對(duì)，即空穴和電子。與生成流入場(chǎng)電極21的第一類(lèi)型電荷載流子(即，以上說(shuō)明的示例中的電子)和固定的第二類(lèi)型電荷載流子(即，正電離摻雜劑原子)的參照?qǐng)DI至6說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23不同，生成區(qū)50生成可以在漂移區(qū)11內(nèi)移動(dòng)的兩種類(lèi)型的電荷載流子。為了說(shuō)明的目的，再次假定漂移區(qū)11是η型漂移區(qū)，使得當(dāng)結(jié)12反向偏置時(shí)，在漂移區(qū)11中存在正摻雜劑離子(電離的摻雜劑原子)。當(dāng)耗盡區(qū)11達(dá)到生成區(qū)50時(shí)，生成電子和空穴，而將由于電場(chǎng)而生成的電子驅(qū)離結(jié)12并驅(qū)入場(chǎng)電極電介質(zhì)22內(nèi)的場(chǎng)電極21中。將電子困在場(chǎng)電極21中的效果與參照?qǐng)DI說(shuō)明的效果相同。空穴是沿結(jié)12的方向驅(qū)動(dòng)的并到達(dá)第 一電極31 (其僅被示意性地示出并可以包括金屬)，其中空穴與電子再結(jié)合，或者，一些空穴在防止空穴流動(dòng)至結(jié)12的可選屏蔽結(jié)構(gòu)25處積聚?？梢砸栽S多不同方式實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)生成區(qū)50。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，生成區(qū)50是場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間的界面區(qū)。在這種情況下，場(chǎng)電極21包括例如金屬或硅化物。根據(jù)另一實(shí)施例，場(chǎng)電極21包括多晶半導(dǎo)體材料、非晶半導(dǎo)體材料、或者外來(lái)材料原子被植入或擴(kuò)散至其中或包括晶體缺陷的單晶半導(dǎo)體材料。例如，合適的外來(lái)材料原子是重金屬原子，如例如金原子或鉬原子。晶體缺陷可以通過(guò)將粒子(如氬(Ar)或鍺(Ge)原子、半導(dǎo)體原子等)注入場(chǎng)電極中來(lái)產(chǎn)生。當(dāng)場(chǎng)電極21包括多晶或非晶半導(dǎo)體材料或者具有外來(lái)材料原子或晶體缺陷的單晶半導(dǎo)體材料時(shí)，在場(chǎng)電極21內(nèi)存在多個(gè)生成區(qū)50。單晶材料中的每個(gè)外來(lái)材料原子或每個(gè)晶體缺陷或者單晶或非晶材料中的固有晶體邊界可以充當(dāng)生成區(qū)。生成區(qū)50相對(duì)于場(chǎng)電極21的位置可以與以上說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23相對(duì)于場(chǎng)電極21的位置相對(duì)應(yīng)。與參照?qǐng)DI至6說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23類(lèi)似，生成區(qū)50可以沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向X與場(chǎng)電極21相鄰，使得在生成區(qū)50中生成的電荷載流子(如電子)流入其被困在其中的場(chǎng)電極21。然而，還可以在場(chǎng)電極21內(nèi)提供至少一個(gè)生成區(qū)50，例如當(dāng)場(chǎng)電極21包括多晶或非晶半導(dǎo)體材料或者具有晶體缺陷的單晶半導(dǎo)體材料時(shí)。與已參照?qǐng)鼋K止區(qū)23說(shuō)明的效果類(lèi)似，對(duì)場(chǎng)電極21充電是可逆的。當(dāng)降低或關(guān)斷使結(jié)反向偏置的電壓時(shí)，被困在場(chǎng)電極21中的電荷載流子從場(chǎng)電極21移除，以便對(duì)場(chǎng)電極21放電。這些電荷載流子可以在生成區(qū)50處與互補(bǔ)電荷載流子再結(jié)合或者可以經(jīng)由漂移區(qū)11流動(dòng)至電極31、32之一。例如，當(dāng)漂移區(qū)11是η摻雜的以使得在結(jié)12反向偏置時(shí)電子被困在場(chǎng)電極21中時(shí)，在關(guān)斷或降低反向偏置電壓時(shí)，這些電子在生成區(qū)50處與空穴再結(jié)合或流動(dòng)至第二電極32。與空穴再結(jié)合的電子的數(shù)目取決于在該結(jié)反向偏置時(shí)漂移區(qū)11中保持的空穴的數(shù)目。當(dāng)該結(jié)反向偏置時(shí)，空穴例如被保持在屏蔽結(jié)構(gòu)25處，該屏蔽結(jié)構(gòu)25可以充當(dāng)與對(duì)場(chǎng)電極21充電的電荷載流子互補(bǔ)的電荷載流子的陷阱。場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20可以包括場(chǎng)終止區(qū)23和生成區(qū)50，這意味著場(chǎng)終止區(qū)23和生成區(qū)50可以組合在一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)中。例如，當(dāng)在圖4所示的實(shí)施例中場(chǎng)電極21包括金屬、多晶或非晶半導(dǎo)體材料、或者具有外來(lái)材料原子或晶體缺陷的單晶半導(dǎo)體材料時(shí)，在場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間的界面處或附近或者在場(chǎng)電極21中存在生成區(qū)。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，半導(dǎo)體器件包括與如上說(shuō)明的漂移區(qū)11相同的摻雜類(lèi)型的場(chǎng)終止區(qū)23和互補(bǔ)摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)。場(chǎng)終止區(qū)23和互補(bǔ)半導(dǎo)體區(qū)通過(guò)金屬電極而連接，并且互補(bǔ)區(qū)可以布置在場(chǎng)終止區(qū)23與場(chǎng)電極21之間。在該實(shí)施例中，場(chǎng)終止區(qū)23、金屬電極和互補(bǔ)區(qū)形成生成區(qū)，使得場(chǎng)終止區(qū)和生成區(qū)這二者在該器件中可用。圖8示意了包括具有生成區(qū)50的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，場(chǎng)電極21包括金屬或硅化物區(qū)51。該金屬或硅化物區(qū)51或者在金屬或硅化物區(qū)51與場(chǎng)電極21之間的界面充當(dāng)生成區(qū)。根據(jù)場(chǎng)電極21的實(shí)施方式，由金屬或硅化物區(qū)51形成的生成區(qū)可以是器件中的唯一生成區(qū)或者可以是多個(gè)生成區(qū)之一。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，場(chǎng)電極21包括單晶半導(dǎo)體材料。在這種情況下，僅在金屬或硅化物區(qū)51與場(chǎng)電極21之間的界面處形成生成區(qū)。根據(jù)另一實(shí)施例，場(chǎng)電極21包括多晶或非晶半導(dǎo)體材料或者具有外來(lái)材料原子或晶體缺陷的單晶半導(dǎo)體材料。在這種情況下，在場(chǎng)電極21中存在附加的生成區(qū)。參照?qǐng)D9，生成區(qū)50可以包括與漂移區(qū)11鄰接的空洞52。漂移區(qū)11與空洞52 之間的界面充當(dāng)生成區(qū)50。在圖9所示的實(shí)施例中，空洞52還延伸至場(chǎng)電極21中。然而，這僅是示例?？斩?2還可以遠(yuǎn)離場(chǎng)電極21。與參照?qǐng)DI至6說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23類(lèi)似，生成區(qū)50被布置為沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向X與場(chǎng)電極21鄰近或相鄰。生成區(qū)50可以布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)22內(nèi)，或者還可以布置在場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外但沿電流流動(dòng)方向X與場(chǎng)電極21成一直線，使得通過(guò)開(kāi)口 26將在生成區(qū)50中生成的電荷載流子驅(qū)入場(chǎng)電極21。圖10示意性地示出了在結(jié)(圖10未示出)反向偏置時(shí)半導(dǎo)體器件中的場(chǎng)電極21和場(chǎng)電極電介質(zhì)22的區(qū)域中的電位的等位線。該圖適用于包括場(chǎng)終止區(qū)(如，參照?qǐng)DI至6說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23)或生成區(qū)(如，參照?qǐng)D7至9說(shuō)明的生成區(qū)50)的半導(dǎo)體器件。從圖10中可見(jiàn)，在場(chǎng)電極21內(nèi)不存在電場(chǎng)。場(chǎng)電極21的電位與漂移區(qū)11在場(chǎng)終止區(qū)23或生成區(qū)50所處的位置處具有的電位相對(duì)應(yīng)。圖11示意了圖I所示的截平面A-A中的半導(dǎo)體主體100的橫截面視圖。該截平面A-A切穿場(chǎng)電極21和場(chǎng)電極電介質(zhì)22并且與圖I至9所示的截平面垂直。在圖11所示的實(shí)施例中，場(chǎng)電極21具有條形并沿著與限定場(chǎng)電極21的寬度w的方向垂直的方向縱向延伸。圖12示意了其中場(chǎng)電極21具有堆形的另一實(shí)施例。在圖12所示的實(shí)施例中，場(chǎng)電極21具有矩形橫截面。然而，這僅是示例。堆形場(chǎng)電極21還可以具有任何其他類(lèi)型的橫截面，如例如橢圓橫截面、六邊形橫截面或任何其他多邊形橫截面。圖13示意了包括沿半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向X彼此遠(yuǎn)離的多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例橫截面視圖。根據(jù)圖13的半導(dǎo)體器件包括三個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20。然而，這僅是示例?？梢匀我膺x擇場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的數(shù)目，具體地，根據(jù)半導(dǎo)體器件的所期望的電壓阻斷能力以及根據(jù)漂移區(qū)11的長(zhǎng)度來(lái)選擇。漂移區(qū)11的長(zhǎng)度是漂移區(qū)11沿電流流動(dòng)方向的尺寸。當(dāng)在根據(jù)圖13的器件中結(jié)12反向偏置以使得耗盡區(qū)在漂移區(qū)11中擴(kuò)張時(shí)，耗盡區(qū)首先到達(dá)被布置為與結(jié)12最近的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20，使得該場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極21被偏置，以便提供針對(duì)漂移區(qū)11中的電離的摻雜劑原子的反電荷。當(dāng)耗盡區(qū)在漂移區(qū)11中進(jìn)一步傳播并達(dá)到下一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20時(shí)，該場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極21也被偏置。當(dāng)使結(jié)12反向偏置的電壓增大時(shí)，該過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，直到與結(jié)12最遠(yuǎn)的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極21被偏置為止。圖13所示的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20與參照?qǐng)DI說(shuō)明的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20相對(duì)應(yīng)。然而，這僅是示例。具有以上說(shuō)明的場(chǎng)終止區(qū)23和/或生成區(qū)50的任何其他場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20也可以用在根據(jù)圖13的半導(dǎo)體器件中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，以相同方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20。根據(jù)另一實(shí)施例，在一個(gè)半導(dǎo)體器件中采用不同場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20。在根據(jù)圖13的半導(dǎo)體器件中，各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20沿電流流動(dòng)方向X彼此成一直線?？蛇x的屏蔽結(jié)構(gòu)25布置在被布置為與結(jié)12最近的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20與結(jié)12之間。對(duì)于其余場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20，相鄰的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)(具體地，相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極電介質(zhì)22)充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，使得對(duì)于這些場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)而言不需要附加的屏蔽結(jié)構(gòu)。 參照?qǐng)D13中點(diǎn)線所示的內(nèi)容，半導(dǎo)體器件可以包括針對(duì)與在結(jié)12反向偏置時(shí)被困在場(chǎng)電極21中的電荷載流子互補(bǔ)的電荷載流子類(lèi)型的電荷載流子的電荷載流子陷阱
27。具體地，當(dāng)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20包括生成區(qū)時(shí)，在場(chǎng)電極21被充電或偏置時(shí)生成這些互補(bǔ)電荷載流子。在圖13所示的實(shí)施例中，場(chǎng)電極21的背對(duì)開(kāi)口 26的那個(gè)縱向末端處的場(chǎng)電極電介質(zhì)22處布置電荷載流子陷阱27。電荷載流子陷阱27可以包括面向相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的開(kāi)口 26的曲表面(如圖13所示)或者可以包括平表面(未示出)。電荷載流子陷阱27可以被形成為場(chǎng)電極電介質(zhì)22的一部分并且可以包括與場(chǎng)電極電介質(zhì)22相同的材料。在一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的一個(gè)末端處形成的一個(gè)電荷載流子陷講27困住在相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的生成區(qū)(圖13未示出)中生成的電荷載流子。與和結(jié)12最近的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20相鄰的屏蔽結(jié)構(gòu)25可以充當(dāng)在該場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20中生成的互補(bǔ)電荷載流子的電荷載流子陷阱。圖14示意了具有多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。在該半導(dǎo)體器件中，各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20也沿電流流動(dòng)方向X遠(yuǎn)離布置。然而，各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20并不彼此成一直線，而是在與電流流動(dòng)方向X垂直的方向上偏移。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖14所示的結(jié)構(gòu)被用作垂直半導(dǎo)體器件中的邊緣端接結(jié)構(gòu)(termination structure)。在這種情況下，具有偏移的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)被布置在半導(dǎo)體主體100的邊緣區(qū)中，該邊緣區(qū)是半導(dǎo)體主體100的與半導(dǎo)體主體100的(垂直)邊緣接近的區(qū)。尤其是當(dāng)用作邊緣端接結(jié)構(gòu)時(shí)，可以省略與各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20相鄰的可選屏蔽結(jié)構(gòu)。圖15示意了包括多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。在該半導(dǎo)體器件中，在場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間和/或在場(chǎng)電極21內(nèi)形成生成區(qū)50。此外，被布置為與結(jié)12最近的場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極21延伸至屏蔽結(jié)構(gòu)25。沿電流流動(dòng)方向X的其他場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極21延伸至相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極電介質(zhì)22或延伸至其中。一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極電介質(zhì)22中的相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極21從電荷載流子陷阱27延伸至或延伸至其中的那些區(qū)形成互補(bǔ)的電荷載流子。生成區(qū)50是場(chǎng)電極21與漂移區(qū)11之間的沿與電流流動(dòng)方向垂直的方向遠(yuǎn)離場(chǎng)電極電介質(zhì)22的外邊緣的界面，或者生成區(qū)被布置在場(chǎng)電極21內(nèi)。在每一種情況下，這些生成區(qū)50都不沿與電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸至場(chǎng)電極電介質(zhì)22之外。參照以上說(shuō)明，場(chǎng)電極電介質(zhì)22基本上是U形，具有底部分22i和兩個(gè)相對(duì)的腿部分222、223。參照?qǐng)D16A至16D，可以以許多不同方式修改該U形。圖16A至16D示意性地示出了場(chǎng)電極電介質(zhì)22的可能形式或幾何結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。參照?qǐng)D16A和16B，場(chǎng)電極21可以在開(kāi)口 26的方向上變窄，因此場(chǎng)電極電介質(zhì)22的U形可以在開(kāi)口 26的方向上變窄。在圖16C所示的實(shí)施例中，場(chǎng)電極21具有近似恒定的寬度，其中場(chǎng)電極電介質(zhì)22僅在與開(kāi)口26接近的區(qū)域中變窄。參照?qǐng)D16D，場(chǎng)電極電介質(zhì)22還可以是瓶形的。圖16A至16D僅示意了可以修改場(chǎng)電極電介質(zhì)22的U形的許多可能方式中的若干方式。圖17示意了被實(shí)現(xiàn)為MOS晶體管的 具有場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。在圖17中以及在圖18至21中，僅示意性地示出了場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20。下文中參照?qǐng)DI至16說(shuō)明的每個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)可以用在這些半導(dǎo)體器件中。參照?qǐng)D17，另一器件區(qū)13形成MOS晶體管的體區(qū)并且與漂移區(qū)11互補(bǔ)地?fù)诫s。在該器件中，漂移區(qū)11與體區(qū)13之間的結(jié)12是pn結(jié)。MOS晶體管還包括源極區(qū)14和漏極區(qū)15。體區(qū)13布置在源極區(qū)13與漂移區(qū)11之間，并且漂移區(qū)11布置在體區(qū)13與漏極區(qū)15之間。柵電極41與體區(qū)13相鄰并通過(guò)柵極電介質(zhì)42與體區(qū)13介質(zhì)絕緣。MOS晶體管可以被實(shí)現(xiàn)為增強(qiáng)晶體管(常斷(normally-off)晶體管)。在這種情況下，體區(qū)13與柵極電介質(zhì)42鄰接。半導(dǎo)體器件還可以被實(shí)現(xiàn)為耗盡晶體管(常通(normally-on)晶體管)。在這種情況下，與源極區(qū)14和漂移區(qū)11相同的摻雜類(lèi)型的溝道區(qū)(未示出)在體區(qū)13中沿著柵極電介質(zhì)42在源極區(qū)14與漂移區(qū)11之間延伸。MOS晶體管可以被實(shí)現(xiàn)為η型晶體管。在這種情況下，源極區(qū)14和漂移區(qū)11是η摻雜的，而體區(qū)13是P摻雜的。半導(dǎo)體器件還可以被實(shí)現(xiàn)為P型晶體管。在這種情況下，源極區(qū)14和漂移區(qū)11是P摻雜的，而體區(qū)13是η摻雜的。此外，MOS晶體管可以被實(shí)現(xiàn)為MOSFET或IGBT。在MOSFET中，漏極區(qū)15與漂移區(qū)11具有相同摻雜類(lèi)型，而在IGBT中，漏極區(qū)15是互補(bǔ)地?fù)诫s的。在IGBT中，漏極區(qū)15還被稱(chēng)作集電極區(qū)而不是漏極區(qū)。根據(jù)圖17的MOS晶體管可以被實(shí)現(xiàn)為垂直晶體管。在這種情況下，源極區(qū)14和漏極區(qū)15被布置為沿半導(dǎo)體主體100的垂直方向遠(yuǎn)離，該垂直方向是與半導(dǎo)體主體100的第一和第二表面垂直的方向。在垂直晶體管中，電流流動(dòng)方向X與半導(dǎo)體主體100的垂直方向相對(duì)應(yīng)。然而，晶體管還可以被實(shí)現(xiàn)為橫向晶體管。在這種情況下，源極區(qū)14和漏極區(qū)15被布置為沿半導(dǎo)體主體100的橫向或水平方向遠(yuǎn)離，使得晶體管的源電極和漏電極布置在半導(dǎo)體主體的一側(cè)。在根據(jù)圖17的MOS晶體管中，第一電極31形成與源極區(qū)和體區(qū)
14、13接觸且與源極端子S連接的源電極，而第二電極32形成與漏極區(qū)15和漏極端子D電連接的漏電極。柵電極41電連接至柵極端子G。與傳統(tǒng)晶體管類(lèi)似，根據(jù)圖17的晶體管可以包括多個(gè)相同的晶體管單元，其中每個(gè)晶體管單元包括源極區(qū)14、體區(qū)13以及柵電極41的部分。漂移區(qū)11和漏極區(qū)15可以為各個(gè)晶體管單元所共用。各個(gè)晶體管單元并聯(lián)連接，其中各個(gè)源極區(qū)14連接至源電極31并且其中各個(gè)柵電極41連接至公共柵極端子G。在根據(jù)圖17的晶體管器件中，場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20沿電流流動(dòng)方向X與柵電極41和柵極電介質(zhì)42成一直線。與圖17所示的平面垂直的平面中的場(chǎng)電極(圖17未示出)的幾何結(jié)構(gòu)可以與該平面中的柵電極41的幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。在根據(jù)圖17的半導(dǎo)體器件中，僅一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20被布置為與一個(gè)柵電極或柵電極部分41成一直線。然而，這僅是示例。參照?qǐng)D13至15所示的實(shí)施例，多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20可以沿電流流動(dòng)方向X被布置為彼此成一直線。在其中場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20被布置為與柵電極41和柵極電介質(zhì)42成一直線的根據(jù)圖17的實(shí)施例中，柵電極41和柵極電介質(zhì)42充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)和/或電荷載流子陷講，以便不需要附加的屏蔽結(jié)構(gòu)?？梢耘c可以通過(guò)對(duì)柵電極41施加合適驅(qū)動(dòng)電位而導(dǎo)通和關(guān)斷的傳統(tǒng)MOS晶體管類(lèi)似地操作根據(jù)圖17的MOS晶體管。當(dāng)關(guān)斷該MOS晶體管并在漏極端子和柵極端子D、S之間施加使漂移區(qū)11與體區(qū)13之間的pn結(jié)12反向偏置的電壓時(shí)，如以上說(shuō)明的，對(duì)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極(圖17未示出)進(jìn)行偏置以便提供針對(duì)漂移區(qū)11中的摻雜劑電荷的反電荷。圖18示意了被實(shí)現(xiàn)為MOS晶體管的半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例。圖18的半導(dǎo)體器件是對(duì)圖17的半導(dǎo)體器件的修改，其中在圖18的實(shí)施例中，柵電極41與漂移區(qū)11之間的電介質(zhì)層43比柵極電介質(zhì)42厚。該電介質(zhì)層43的厚度例如在IOOnm與500nm之間。 圖19示意了對(duì)圖17所示的半導(dǎo)體器件的另一修改。圖19的半導(dǎo)體器件包括另一場(chǎng)板或場(chǎng)電極44。該另一場(chǎng)電極44通過(guò)另一場(chǎng)電極電介質(zhì)45與漂移區(qū)11介質(zhì)絕緣。該另一場(chǎng)電極44以圖19未示出的方式電連接至源極端子S或柵極端子G，并包括例如金屬或多晶半導(dǎo)體材料。在圖19所示的實(shí)施例中，在與柵電極41相同的溝槽中形成該另一場(chǎng)電極44，使得該另一場(chǎng)電極44與柵電極41成一直線。然而，這僅是示例。該另一場(chǎng)電極44和柵電極41還可以被實(shí)現(xiàn)在不同溝槽中。在圖17至19所示的實(shí)施例中，柵電極41被實(shí)現(xiàn)為在半導(dǎo)體主體100的溝槽中布置的溝槽電極。然而，這僅是示例。也可以應(yīng)用任何其他類(lèi)型的柵電極幾何結(jié)構(gòu)。圖20示意了具有平面柵電極41的垂直晶體管器件的橫截面視圖，該平面柵電極41是在半導(dǎo)體主體100的表面之上布置的柵電極。在該實(shí)施例中，漂移區(qū)12包括以下部分，這些部分延伸至半導(dǎo)體主體100的第一表面和至在第一表面之上布置的柵極電介質(zhì)42。體區(qū)13可以充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，使得不需要附加的屏蔽結(jié)構(gòu)。圖21示意了被實(shí)現(xiàn)為二極管的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。在該半導(dǎo)體器件中，另一器件區(qū)13是與漂移區(qū)11互補(bǔ)的摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)以便形成雙極二極管，具體地為p-i-n二極管，或者另一器件區(qū)13是肖特基區(qū)以便形成肖特基二極管。另一器件區(qū)13形成二極管的第一發(fā)射極區(qū)。二極管還包括與漂移區(qū)11相同的摻雜類(lèi)型但更重?fù)诫s的第二發(fā)射極區(qū)14。在該實(shí)施例中，第一發(fā)射極區(qū)13連接至形成陽(yáng)極端子A的第一電極31，而第二發(fā)射極區(qū)14連接至形成二極管的陰極端子K的第二電極32。可以與傳統(tǒng)二極管類(lèi)似地操作根據(jù)圖21的二極管。當(dāng)在陽(yáng)極端子和陰極端子A、K之間施加使漂移區(qū)11與第一發(fā)射極區(qū)13之間的pn結(jié)12反向偏置的電壓時(shí)，如以上說(shuō)明的，對(duì)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的場(chǎng)電極(圖17未示出)進(jìn)行偏置以便提供針對(duì)漂移區(qū)11中的摻雜劑電荷的反電荷。參照?qǐng)D22A至22H，說(shuō)明了用于產(chǎn)生具有生成區(qū)50的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的方法的第一實(shí)施例。圖22A至22H中的每一個(gè)示出了在各個(gè)過(guò)程步驟期間半導(dǎo)體主體100的部分的橫截面視圖。這些步驟涉及用于在垂直半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)20的方法，該垂直半導(dǎo)體器件是其中電流流動(dòng)方向與半導(dǎo)體主體100的垂直方向相對(duì)應(yīng)的器件。參照?qǐng)D22B，該方法包括在半導(dǎo)體主體100中形成溝槽101 ；以及在溝槽101的側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層122。在溝槽101的側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層122可以包括在溝槽101的底部和側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層122，如圖I所示，并可以包括從溝槽101的底部移除第一電介質(zhì)層122。可選地,還在形成溝槽101的半導(dǎo)體主體100的該表面上形成第一電介質(zhì)層122。形成溝槽101可以包括用于在半導(dǎo)體主體中形成溝槽的傳統(tǒng)方法步驟，如蝕刻過(guò)程。在溝槽101的底部移除電介質(zhì)層122可以包括蝕刻過(guò)程，如各向異性蝕刻過(guò)程。沿著溝槽101的側(cè)壁的第一電介質(zhì)層122的部分將是成品半導(dǎo)體器件中的場(chǎng)電極電介質(zhì)22的一部分。與電介質(zhì)層112鄰接的半導(dǎo)體主體100的半導(dǎo)體區(qū)111將形成成品半導(dǎo)體器件的漂移區(qū)11的部分。例如，第一電介質(zhì)層122是氧化層，例如二氧化硅層。參照?qǐng)D22C，在溝槽101的底部上形成第二電介質(zhì)層163。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，形成第二電介質(zhì)層163包括在溝槽的底部上形成硅化物161。例如，硅化物161是硅化鈦(TiSi)、硅化鈷(CoSi)或硅化鎢(WSi)。此外，在硅化物161上形成多晶半導(dǎo)體材料162，如多晶硅。形成多晶半導(dǎo)體材料162包括例如選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程。在該過(guò)程中，粗糙的多晶硅162生長(zhǎng)在硅化物161上。此外，至少部分地氧化多晶硅層162。氧化粗糙的多晶硅得到形成第二電介質(zhì)層163的粗糙氧化物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在產(chǎn)生硅化物161之前執(zhí)行可選的選擇性外延過(guò)程。在該選擇性外延過(guò)程中，在溝槽101的底部上生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料，而在該生長(zhǎng)的半導(dǎo)體區(qū)上形成硅化物 161。參照?qǐng)D22D，在氧化物163上形成另一多晶硅層121。例如，該另一多晶硅層121是使用選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程來(lái)形成的，在該選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程中多晶硅生長(zhǎng)在溝槽101的底部上的粗糙氧化物163上，但不生長(zhǎng)在溝槽101的側(cè)壁上的電介質(zhì)層122 (如氧化物)上。多晶娃層121形成成品半導(dǎo)體器件中的一個(gè)場(chǎng)電極21的一部分。參照?qǐng)D22E，接下來(lái)的過(guò)程步驟包括在溝槽101的底部(即在多晶硅層121的頂部)、在溝槽101的側(cè)壁移除電介質(zhì)層122，以便使半導(dǎo)體主體100在溝槽的側(cè)壁處暴露出來(lái)。在該過(guò)程中，在溝槽101中形成空洞101’，并且空洞101’沿橫向方向延伸至半導(dǎo)體材料。產(chǎn)生空洞101’可以包括氫氣氛中的溫度過(guò)程。假定電介質(zhì)層122是二氧化硅(SiO2)層。那么，氫氣氛中的溫度過(guò)程使來(lái)自多晶硅層121的硅原子在與多晶硅層121的表面接近的電介質(zhì)層122處積聚。積聚的硅原子與來(lái)自電介質(zhì)層122的二氧化硅分子發(fā)生反應(yīng)，使得形成易揮發(fā)的一氧化硅(SiO)，即Si + SiO2 -> 2Si0。在來(lái)自電介質(zhì)層122的SiO2分子與來(lái)自多晶硅層121的硅發(fā)生反應(yīng)的情況下形成空洞101’。根據(jù)一個(gè)示例，將溫度過(guò)程的持續(xù)時(shí)間選擇為使得在電介質(zhì)層122中生成的空洞101’延伸至半導(dǎo)體主體100的半導(dǎo)體區(qū)111。參照?qǐng)D22F，將多晶硅層121蝕刻回到低于在圖21E所示的過(guò)程中形成的空洞101’的底部。此外，在空洞101’的側(cè)壁上的半導(dǎo)體主體100上生長(zhǎng)單晶半導(dǎo)體材料111’，并且還在多晶硅層121上生長(zhǎng)多晶半導(dǎo)體材料121’。可以在包括選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程的一個(gè)過(guò)程步驟中生成該單晶半導(dǎo)體材料111’和多晶材料121’。在該過(guò)程中，半導(dǎo)體材料以單晶的方式生長(zhǎng)在空洞101’的側(cè)壁上的半導(dǎo)體主體100上，并以多晶的方式生長(zhǎng)在多晶硅層121上。當(dāng)空洞101’已經(jīng)完全填充以單晶和多晶半導(dǎo)體材料時(shí)，停止該過(guò)程。參照?qǐng)D22A至22F說(shuō)明的過(guò)程步驟的結(jié)果是一個(gè)場(chǎng)電極，與成品器件中的場(chǎng)電極21相對(duì)應(yīng)并由多晶硅層121、121’形成。該場(chǎng)電極具有由選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程形成的半導(dǎo)體區(qū)111’的界面，其中該界面形成生成區(qū)150。電介質(zhì)層122的與場(chǎng)電極121、121’鄰接(具體地，與場(chǎng)電極的下部分121和在場(chǎng)電極121之下的氧化物163鄰接)的那些部分形成成品器件中的場(chǎng)電極電介質(zhì)22?？梢园错樞蚨啻沃貜?fù)參照?qǐng)D22A至22F說(shuō)明的過(guò)程，從而以一個(gè)在另一之上的方式生成多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D22G，下一過(guò)程序列將包括在場(chǎng)電極121、121’上形成硅化物161，然后執(zhí)行參照?qǐng)D22A至22F說(shuō)明的方法步驟，以便獲得圖22H所示的結(jié)構(gòu)，其中均包括場(chǎng)電極121、121’的兩個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)被布置為一個(gè)在另一個(gè)之上。在圖22H所示的實(shí)施例中，殘余溝槽101保持處于場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)之上。在該殘余溝槽中，當(dāng)期望產(chǎn)生垂直MOS晶體管時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)柵電極。圖23A至23H示意了用于在半導(dǎo)體主體中產(chǎn)生場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的方法的另一實(shí)施例。參照?qǐng)D23A，該方法包括在第一半導(dǎo)體層110中形成溝槽201。例如，第一半導(dǎo)體層110是半導(dǎo)體襯底120 (圖23A中虛線所示)上的外延層。參照?qǐng)D23B，該方法還包括在溝槽201的側(cè)壁上形成第一電介質(zhì)層222。在溝槽201的側(cè)壁上形成電介質(zhì)層222可以包括在溝槽201的底部和側(cè)壁上形成電介質(zhì)層222，如圖23A所示；以及從溝槽201的底部移除第一電介質(zhì)層222。從溝槽201的底部移除電介質(zhì)層222可以包括各向異性蝕刻過(guò)程。可選地，還在第一半導(dǎo)體層100的表面上形成電介質(zhì)層222。 參照?qǐng)D23C，在溝槽201的底部上形成第二電介質(zhì)層261，如氧化層。例如，形成第二電介質(zhì)層261可以包括熱氧化過(guò)程?？蛇x地，在形成氧化層261之前，可以在溝槽201的底部上生長(zhǎng)外延半導(dǎo)體層。當(dāng)在外延層上形成氧化層261時(shí)，氧化層261和電介質(zhì)層222形成碗狀結(jié)構(gòu)，該碗狀結(jié)構(gòu)可以充當(dāng)互補(bǔ)電荷載流子的電荷載流子陷阱。根據(jù)另一實(shí)施例，第一電介質(zhì)層222和第二電介質(zhì)層261由公共方法步驟(如例如，沉積或熱氧化過(guò)程)形成。在該方法中，如圖23A所示的第一電介質(zhì)層222可以保持處于溝槽201的底部上，使得可以省略圖23B和23C所示的從底部移除電介質(zhì)層222和在底部上形成新電介質(zhì)層的方法步驟。此外，參照?qǐng)D23C，在第二電介質(zhì)層261上形成場(chǎng)電極221。例如，場(chǎng)電極221是多晶硅層。形成多晶硅層221包括例如沉積過(guò)程。場(chǎng)電極221不完全填充溝槽201。參照?qǐng)D23D，在多晶硅層221上形成可選的硅化層262。參照?qǐng)D23G，在其他方法步驟中，在第一半導(dǎo)體層110的被暴露的表面部分上生長(zhǎng)第二單晶半導(dǎo)體層130。該單晶半導(dǎo)體層130沿橫向方向生長(zhǎng)超過(guò)(overgrow)第一電介質(zhì)層222,但不在該第一電介質(zhì)層222上生長(zhǎng)。在場(chǎng)電極221或可選娃化層262之上的溝槽201完全閉合之前，停止該外延生長(zhǎng)過(guò)程，該外延生長(zhǎng)過(guò)程例如是選擇性外延生長(zhǎng)過(guò)程。當(dāng)如圖23B所不,還在第一半導(dǎo)體層110的表面上生長(zhǎng)第一電介質(zhì)層222時(shí),在生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體層130之前必須從表面移除第一電介質(zhì)層222。參照?qǐng)D23D至23F，從表面移除第一電介質(zhì)層222可以包括分別在場(chǎng)電極221或硅化層262上形成掩?；驙奚鼘?63。犧牲層263完全填充溝槽201。掩模或犧牲層263包括例如碳。在圖23E所示的接下來(lái)的方法步驟中，使用例如蝕刻過(guò)程來(lái)從半導(dǎo)體層110的表面移除電介質(zhì)層222。在該過(guò)程中，不僅可以從表面移除第一電介質(zhì)層222，而且可以將第一電介質(zhì)層222蝕刻回到低于半導(dǎo)體層110的表面。參照?qǐng)D23F，移除犧牲層263，犧牲層263例如是碳層。參照?qǐng)D23H，在半導(dǎo)體層130上外延生長(zhǎng)另一半導(dǎo)體層110。在該過(guò)程中，部分地填充硅化層262之上的空洞。然而，空洞264保持作為生成區(qū)的一部分。在圖23H所示的結(jié)構(gòu)中，電介質(zhì)層222和氧化物261與成品器件中的場(chǎng)電極電介質(zhì)22相對(duì)應(yīng)，多晶硅層221與場(chǎng)電極21相對(duì)應(yīng)，并且空洞264與周?chē)陌雽?dǎo)體材料之間的界面與生成區(qū)50相對(duì)應(yīng)。可以多次重復(fù)參照?qǐng)D23A至23H說(shuō)明的過(guò)程步驟，以便以一個(gè)在另一個(gè)之上的方式形成多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。為易于描述起見(jiàn)，使用如“之下”、“以下”、“下”、“之上”、“上”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明一個(gè)元件相對(duì)于第二元件的定位。除了與圖中所示的定向不同的定向以外，這些術(shù)語(yǔ)還意在包含器件的不同定向。此外，還使用如“第一”、“第二”等的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述各個(gè)元件、區(qū)域、部分等，這些術(shù)語(yǔ)也不意在限制。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)指代類(lèi)似的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)，其指示所聲明 的元件或特征的存在但是不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”意在包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另有明確指示。在想到上述多種變形和應(yīng)用的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型不受以上描述限制，也不受附圖限制。而是，本實(shí)用新型僅由權(quán)利要求及其合法等同替代方式限定。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體器件，包括 第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)； 所述漂移區(qū)與器件區(qū)之間的結(jié)；以及 所述漂移區(qū)中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)，所述至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括 場(chǎng)電極； 場(chǎng)電極電介質(zhì)，與所述場(chǎng)電極鄰接并布置在所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間，并且具有開(kāi)口 ；以及 場(chǎng)終止區(qū)，具有所述第一摻雜類(lèi)型并且比所述漂移區(qū)更重?fù)诫s，所述場(chǎng)終止區(qū)通過(guò)所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口將所述場(chǎng)電極連接至所述漂移區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)終止區(qū)至少部分地布置在所述場(chǎng)電極電介質(zhì)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)終止區(qū)完全布置在所述場(chǎng)電極電介質(zhì)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極包括具有所述第一摻雜類(lèi)型且比所述漂移區(qū)更重?fù)诫s的半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極和所述場(chǎng)終止區(qū)具有相同摻雜濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極包括金屬和多晶半導(dǎo)體材料之O
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，還包括布置在所述場(chǎng)電極與所述場(chǎng)終止區(qū)之間的接觸區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)終止區(qū)將所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)完全分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極的部分與所述漂移區(qū)鄰接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極包括金屬和多晶半導(dǎo)體材料中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件具有電流流動(dòng)方向，并且所述場(chǎng)終止區(qū)不沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸至所述場(chǎng)電極電介質(zhì)之外多于200nm進(jìn)入所述漂移區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件具有電流流動(dòng)方向，并且所述場(chǎng)終止區(qū)不沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸至所述場(chǎng)電極電介質(zhì)之外。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極電介質(zhì)具有沿著所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度并具有沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸的寬度，并且其中所述長(zhǎng)度與所述寬度之比高于I、高于5或高于10。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口位于所述漂移區(qū)與所述器件區(qū)之間的結(jié)的方向上。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括屏蔽區(qū)，所述屏蔽區(qū)被布置為沿所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向遠(yuǎn)離所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，還包括多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)，被布置為沿所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向彼此遠(yuǎn)離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)中的各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)終止區(qū)被實(shí)現(xiàn)為使得這些場(chǎng)終止區(qū)中的至少一些與相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極電介質(zhì)鄰接。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下MOS晶體管，在所述MOS晶體管中所述器件區(qū)是第二摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)并形成體區(qū)，并且其中所述MOS晶體管還包括 源極區(qū)，其中所述體區(qū)布置在所述漂移區(qū)與所述源極區(qū)之間； 漏極區(qū)，其中所述漂移區(qū)布置在所述漏極區(qū)與所述體區(qū)之間；以及 柵電極，被布置為與所述體區(qū)相鄰并通過(guò)柵極電介質(zhì)與所述體區(qū)介質(zhì)絕緣。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下雙極二極管，在所述雙極二極管中所述器件區(qū)是第二摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)并形成發(fā)射極區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下肖特基二極管，在所述肖特基二極管中所述器件區(qū)是肖特基區(qū)。
21.一種半導(dǎo)體器件，包括 第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)； 所述漂移區(qū)與器件區(qū)之間的結(jié)；以及 所述漂移區(qū)中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)，所述至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括 場(chǎng)電極； 場(chǎng)電極電介質(zhì)，與所述場(chǎng)電極鄰接并布置在所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間，并且具有開(kāi)口 ；以及 生成區(qū)，通過(guò)所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口將所述場(chǎng)電極連接至所述漂移區(qū)或布置在所述場(chǎng)電極中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述生成區(qū)至少部分地布置在所述場(chǎng)電極電介質(zhì)內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件，其中所述生成區(qū)完全布置在所述場(chǎng)電極電介質(zhì)內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述生成區(qū)包括所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間的界面區(qū)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述生成區(qū)是空洞。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件，其中所述空洞與所述漂移區(qū)鄰接。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述第一摻雜類(lèi)型的且比所述漂移區(qū)更重?fù)诫s的場(chǎng)終止區(qū)，所述場(chǎng)終止區(qū)通過(guò)所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口將所述場(chǎng)電極連接至所 述漂移區(qū)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件具有電流流動(dòng)方向，并且所述生成區(qū)不沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸至所述場(chǎng)電極電介質(zhì)之外多于200nm進(jìn)入所述漂移區(qū)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件具有電流流動(dòng)方向，并且所述場(chǎng)終止區(qū)不沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸至所述場(chǎng)電極電介質(zhì)之外。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極電介質(zhì)具有沿著所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度并具有沿與所述電流流動(dòng)方向垂直的方向延伸的寬度，并且其中所述長(zhǎng)度與所述寬度之比高于I、高于5或高于10。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口位于所述漂移區(qū)與所述器件區(qū)之間的結(jié)的方向上。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括屏蔽區(qū)，所述屏蔽區(qū)被布置為沿所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向遠(yuǎn)離所述場(chǎng)電極電介質(zhì)的開(kāi)口。
33.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，還包括多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)，被布置為沿所述半導(dǎo)體器件的電流流動(dòng)方向彼此遠(yuǎn)離。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)中的各個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極被實(shí)現(xiàn)為使得這些場(chǎng)電極中的至少一些與相鄰場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)電極電介質(zhì)鄰接。
35.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下MOS晶體管，在所述MOS晶體管中所述器件區(qū)是第二摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)并形成體區(qū)，并且其中所述MOS晶體管還包括 源極區(qū)，其中所述體區(qū)布置在所述漂移區(qū)與所述源極區(qū)之間； 漏極區(qū)，其中所述漂移區(qū)布置在所述漏極區(qū)與所述體區(qū)之間；以及 柵電極，被布置為與所述體區(qū)相鄰并通過(guò)柵極電介質(zhì)與所述體區(qū)介質(zhì)絕緣。
36.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下雙極二極管，在所述雙極二極管中所述器件區(qū)是第二摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體區(qū)并形成發(fā)射極區(qū)。
37.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體器件是以下肖特基二極管，在所述肖特基二極管中所述器件區(qū)是肖特基區(qū)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及具有自充電場(chǎng)電極的半導(dǎo)體器件。公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件，其包括第一摻雜類(lèi)型的漂移區(qū)、所述漂移區(qū)與器件區(qū)之間的結(jié)、以及所述漂移區(qū)中的至少一個(gè)場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)。所述場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)電極；場(chǎng)電極電介質(zhì)，與所述場(chǎng)電極鄰接并布置在所述場(chǎng)電極與所述漂移區(qū)之間，并且具有開(kāi)口；場(chǎng)終止區(qū)和生成區(qū)中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)H01L21/28GK202749375SQ201120422418
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者S.加梅里特, F.希爾勒, H.韋伯 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司