背景技術(shù)：

功率半導(dǎo)體器件在低接通電阻rdson下傳導(dǎo)負(fù)載電流并在正向偏置狀態(tài)下承受高阻斷電壓。在超結(jié)半導(dǎo)體器件中，在超結(jié)結(jié)構(gòu)的相反摻雜的第一和第二區(qū)中的電荷載流子彼此抵消，以便甚至在超結(jié)結(jié)構(gòu)的第一和第二區(qū)中的高摻雜劑濃度下可實(shí)現(xiàn)高阻斷能力。在反向偏置狀態(tài)下，注入到半導(dǎo)體管芯中的電荷載流子擴(kuò)散到半導(dǎo)體管芯的終止區(qū)中。當(dāng)被施加在半導(dǎo)體管芯兩端的電壓從反向偏置改變到正向偏置時(shí)，從半導(dǎo)體管芯排出所注入的電荷載流子。

提高超結(jié)半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性是所期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)目的。從屬權(quán)利要求指代另外的實(shí)施例。

根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的第一部分的晶體管單元區(qū)。第一接觸結(jié)構(gòu)電連接第一負(fù)載電極與晶體管單元的第一源極區(qū)段，其中第一源極區(qū)段形成在第一接觸結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)上。過渡區(qū)直接鄰接于晶體管單元區(qū)并包括超結(jié)結(jié)構(gòu)的第二部分。第二接觸結(jié)構(gòu)電連接第一負(fù)載電極與第二源極區(qū)段。第二源極區(qū)段僅在被定向到晶體管單元區(qū)的第二接觸結(jié)構(gòu)的側(cè)面處形成。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)并在查看附圖時(shí)將認(rèn)識(shí)到額外的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并被并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖不一定是按比例的，圖示本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。本發(fā)明的其它實(shí)施例和預(yù)期優(yōu)點(diǎn)將容易被領(lǐng)會(huì)到，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^參考下面的詳細(xì)描述而變得更好理解。

圖1a是根據(jù)實(shí)施例的包括具有下述晶體管單元的過渡區(qū)的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖：該晶體管單元具有僅在被定向到晶體管單元區(qū)的接觸結(jié)構(gòu)的一側(cè)處形成的非對(duì)稱源極區(qū)段。

圖1b是根據(jù)另一實(shí)施例的包括具有下述晶體管單元的過渡區(qū)的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖：該晶體管單元具有兩個(gè)非對(duì)稱源極區(qū)段。

圖2是圖示在漂移區(qū)段中的少數(shù)電荷載流子密度以用于圖示實(shí)施例效果的示意圖。

圖3a是具有在晶體管單元區(qū)和沒有到第一負(fù)載電極的接觸結(jié)構(gòu)的終止區(qū)之間形成的過渡區(qū)的、根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖3b是具有在晶體管單元區(qū)和沒有到第一負(fù)載電極的接觸結(jié)構(gòu)的終止區(qū)之間形成的過渡區(qū)的、根據(jù)另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖3c是具有在襯底表面上終止的接觸結(jié)構(gòu)的、根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖3d是具有溝槽柵極結(jié)構(gòu)和鄰接非對(duì)稱摻雜區(qū)的最外面的接觸結(jié)構(gòu)的、根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖3e是具有溝槽柵極結(jié)構(gòu)和鄰接非對(duì)稱摻雜區(qū)的最外面的接觸結(jié)構(gòu)的、根據(jù)另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖4a是根據(jù)與條形晶體管單元有關(guān)的實(shí)施例的、具有如在圖3a中所圖示的垂直橫截面的半導(dǎo)體器件的示意性平面圖。

圖4b是根據(jù)與近似方形晶體管單元有關(guān)的實(shí)施例的、具有如在圖3a中所圖示的垂直橫截面的半導(dǎo)體器件的示意性平面圖。

圖5是根據(jù)另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的邊緣部分的示意性橫截面視圖。

圖6a是根據(jù)涉及過渡區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性平面圖，該過渡區(qū)包括具有與在晶體管單元區(qū)中的晶體管單元的縱向延伸正交的縱向延伸。

圖6b是沿著線b-b的圖6a的半導(dǎo)體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖6c是沿著線c-c的圖6a的半導(dǎo)體器件部分的示意性垂直橫截面視圖。

圖7是根據(jù)涉及在晶體管單元區(qū)和終止區(qū)之間的過渡區(qū)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的拐角部分的示意性平面圖。

圖8a是根據(jù)涉及在晶體管單元區(qū)和柵極區(qū)之間的過渡區(qū)的實(shí)施例的、接近柵極焊盤的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性平面圖。

圖8b是具有不連續(xù)晶體管單元的、根據(jù)另一實(shí)施例的接近柵極焊盤的半導(dǎo)體器件的一部分的示意性平面圖。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中，參考形成描述的一部分的附圖，并且在附圖中通過圖示的方式示出其中可實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。要理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例且可做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。例如，針對(duì)一個(gè)實(shí)施例圖示或描述的特征可在其它實(shí)施例上使用或結(jié)合其它實(shí)施例使用，以又產(chǎn)生另一實(shí)施例。意圖是本發(fā)明包括這樣的修改和變化。使用特定語言描述了示例，這不應(yīng)被解釋為限制所附權(quán)利要求的范圍。附圖不是按比例的且僅為了說明目的。對(duì)應(yīng)的元件在不同的附圖中由相同的參考符號(hào)指定，如果沒有另外陳述的話。

術(shù)語“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等等是開放式的，并且該術(shù)語指示所陳述的結(jié)構(gòu)、元件或特征的存在，而不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”旨在包含復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外清楚地指示。

術(shù)語“電連接的”描述在電連接的元件之間的永久低歐姆連接，例如在有關(guān)元件之間的直接接觸或經(jīng)由金屬和/或高摻雜半導(dǎo)體的低歐姆連接。術(shù)語“電耦合的”包括：可在電耦合的元件之間提供適合于信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)介入元件，例如，可控制來暫時(shí)在第一狀態(tài)下提供低歐姆連接和在第二狀態(tài)下提供高歐姆電去耦的元件。

附圖通過緊鄰摻雜類型“n”或“p”指示“-”或“+”來圖示相對(duì)摻雜濃度。例如，“n-”意味著低于“n”摻雜區(qū)的摻雜濃度的摻雜濃度，而“n+”摻雜區(qū)具有比“n”摻雜區(qū)更高的摻雜濃度。相同的相對(duì)摻雜濃度的摻雜區(qū)不一定具有相同的絕對(duì)摻雜濃度。例如，兩個(gè)不同的“n”摻雜區(qū)可以具有相同或不同的絕對(duì)摻雜濃度。

圖1a和1b示出包括多個(gè)相同的fet（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）單元tc的超結(jié)半導(dǎo)體器件500。半導(dǎo)體器件500可以是或可包括igfet，例如在通常意義上的mosfet（金屬氧化物半導(dǎo)體fet），作為示例包括具有金屬柵極的fet以及具有半導(dǎo)體柵極的fet或rc-igbt（反向傳導(dǎo)絕緣柵極雙極晶體管）。半導(dǎo)體器件500基于來自以下材料的半導(dǎo)體主體100：?jiǎn)尉О雽?dǎo)體材料，諸如硅（si）、鍺（ge）、硅鍺晶體（sige）、碳化硅（sic）、氮化鎵（gan）、砷化鎵（gaas）或任何其它aiiibv半導(dǎo)體。

在前側(cè)處，半導(dǎo)體主體100具有第一表面101，第一表面101可以是近似平面的，或可由被共面表面部段（section）跨越的平面給定。在半導(dǎo)體主體100的背部上的平面型第二表面102平行于第一表面101。在第一和第二表面101、102之間的最小距離被選擇成實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件500的特定電壓阻斷能力。外部橫向表面連接第一和第二表面101、102。

在垂直于橫截面平面的平面中，半導(dǎo)體主體100可以具有矩形形狀，該矩形形狀具有在幾毫米或幾厘米的范圍內(nèi)的邊長。第一表面101的法線定義垂直方向，并且正交于垂直方向的方向是水平方向。

半導(dǎo)體主體100包括漂移結(jié)構(gòu)120以及在漂移結(jié)構(gòu)120和第二表面102之間的接觸層130。

沿著第二表面102的在接觸層130中的摻雜劑濃度足夠高，以形成與直接鄰接于第二表面102的金屬的歐姆接觸。在半導(dǎo)體主體100基于硅si的情況下，沿著第二表面102，在n型接觸層130中的摻雜劑濃度可以是至少1e18cm^-3，例如至少5e19cm^-3。在p型接觸層130中的摻雜劑濃度是至少1e16cm^-3，例如至少5e17cm^-3。

在半導(dǎo)體器件500是igfet的情況下，接觸層130和漂移結(jié)構(gòu)120可形成單極同質(zhì)結(jié)。在半導(dǎo)體器件500是rc-igbt的情況下，接觸層130包括p型區(qū)段和n型區(qū)段兩者，并交替地形成單極同質(zhì)結(jié)和pn結(jié)。

漂移結(jié)構(gòu)120包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180，該超結(jié)結(jié)構(gòu)180有效地作為補(bǔ)償結(jié)構(gòu)并包括第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)181和互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型的第二區(qū)182。第一和第二區(qū)181、182沿著一個(gè)水平方向或沿著兩個(gè)正交的水平方向交替。

可通過將包含摻雜劑的材料沉積到暫時(shí)在漂移結(jié)構(gòu)120中形成的溝槽中并將摻雜劑部分地向外擴(kuò)散到原始漂移結(jié)構(gòu)120的剩余部分中而形成第一和第二區(qū)181、182，其中連接在第一和第二區(qū)181、182中的相等摻雜劑濃度的點(diǎn)的表面可以沒有起伏，并可近似平行于原始溝槽的輪廓而延伸，使得連接相等摻雜劑濃度的點(diǎn)的表面沒有示出凹凸部分。根據(jù)其它實(shí)施例，第一和第二區(qū)181、182可由多外延/多注入過程引起，其中連接在第一和第二區(qū)181、182中的相等摻雜劑濃度的點(diǎn)的表面可以是起伏的，并可示出多個(gè)凹凸部分。

在第一和第二區(qū)181、182中的摻雜劑濃度可被彼此調(diào)整，例如摻雜劑濃度可近似相等，使得包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的漂移結(jié)構(gòu)120的一部分在半導(dǎo)體器件500的阻斷狀態(tài)下被均勻地耗盡。

在包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第一部分的晶體管單元區(qū)610中，晶體管單元tc沿著第一表面101在半導(dǎo)體主體100的前側(cè)處形成。在晶體管單元區(qū)610中的晶體管單元tc包括第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)段115，該主體區(qū)段115與第一區(qū)181形成第一pn結(jié)。分配到在晶體管單元區(qū)610中的晶體管單元tc的第一源極區(qū)段111與主體區(qū)段115形成第二pn結(jié)pn2。主體區(qū)段115可以是從第一表面101延伸到半導(dǎo)體主體100中的阱并使第一源極區(qū)段111與第一區(qū)181分離。第一源極區(qū)段111可以是從第一表面101延伸到主體區(qū)段115中的阱。

晶體管單元tc的柵極結(jié)構(gòu)150包括導(dǎo)電柵極電極155，該導(dǎo)電柵極電極155可包括重?fù)诫s多晶硅層或含金屬層或由重?fù)诫s多晶硅層或含金屬層構(gòu)成。柵極電介質(zhì)151使柵極電極155與半導(dǎo)體主體100分離并將柵極電極155電容性地耦合到主體區(qū)段115的溝道部分。柵極電介質(zhì)151可包括下述各項(xiàng)或由下述各項(xiàng)構(gòu)成：半導(dǎo)體氧化物例如熱生長或沉積的氧化硅、半導(dǎo)體氮化物例如沉積的氮化硅、半導(dǎo)體氮氧化物例如氮氧化硅或其組合。根據(jù)所示實(shí)施例，柵極結(jié)構(gòu)150是沿著第一表面101在半導(dǎo)體主體100之外形成的平面柵極。根據(jù)另一實(shí)施例，柵極結(jié)構(gòu)150是從第一表面101延伸到半導(dǎo)體主體100中的溝槽柵極。

在前側(cè)處，第一接觸結(jié)構(gòu)315將第一負(fù)載電極310電連接到第一源極區(qū)段111和晶體管單元tc的主體區(qū)段115，其中第一接觸結(jié)構(gòu)315直接鄰接于主體區(qū)段115的重?fù)诫s主體接觸區(qū)115a。第一負(fù)載電極310形成第一負(fù)載端子l1，或可以電連接或耦合到第一負(fù)載端子l1，該第一負(fù)載端子l1可以是igfet的源極端子或rc-igbt的發(fā)射極端子。柵極電極155電連接到控制電極330，該控制電極330可形成柵極端子g，或可電連接或耦合到柵極端子g。

接觸層130與第二負(fù)載電極320形成歐姆接觸，該第二負(fù)載電極320可形成第二負(fù)載端子l2，或可電連接或耦合到第二負(fù)載端子l2，第二負(fù)載端子l2可以是igfet的漏極端子或rc-igbt的集電極端子。

在正向偏置狀態(tài)下，晶體管單元tc是可控制的，以讓負(fù)載電流的一部分在接通狀態(tài)下在第一源極區(qū)段111和第一區(qū)181之間穿過主體區(qū)段115而通過，并在斷開狀態(tài)下阻斷穿過的主體區(qū)段115的負(fù)載電流。在反向偏置狀態(tài)下，主體區(qū)段115將空穴注入且接觸層130將電子注入到漂移結(jié)構(gòu)120中。

直接鄰接于晶體管單元區(qū)610的過渡區(qū)650包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第二部分。過渡區(qū)650可使晶體管單元區(qū)610與沒有與第一負(fù)載電極310的直接連接的閑置器件區(qū)（例如終止區(qū)、柵極區(qū)或嵌入式感測(cè)區(qū)）分離。

過渡區(qū)650可包括閑置單元ic、晶體管單元tc或兩者。閑置單元ic包括晶體管單元tc的一些或所有結(jié)構(gòu)特征。除了晶體管單元tc以外，閑置單元ic不是以穿過閑置單元的電流可被接通和斷開的方式而可控制的。

圖1a示出過渡區(qū)650，該過渡區(qū)650包括緊鄰晶體管單元區(qū)610的晶體管單元tc以及在過渡區(qū)650的所示部段的其余部分中沒有與第一區(qū)181的漏極側(cè)連接的閑置單元ic。

圖1b示出具有由閑置單元ic分離的兩個(gè)晶體管單元tc的過渡區(qū)650。

閑置單元ic可包括具有與在晶體管單元區(qū)610中的柵極結(jié)構(gòu)150相同的結(jié)構(gòu)配置的閑置柵極159。閑置柵極159的柵極電極155可以電連接到控制電極330，或可以不電連接到控制電極330。

主體延伸區(qū)段116可直接鄰接于第一表面101，并可使超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第二部分的第一區(qū)181與第一表面101分離，并可連接超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第二部分的第二區(qū)182中的相鄰區(qū)。主體延伸區(qū)段116和主體區(qū)段115可由同一注入過程引起，使得主體延伸區(qū)段116和主體區(qū)段115是同一主體注入?yún)^(qū)的不同部分。

在晶體管單元區(qū)610中，第一接觸結(jié)構(gòu)315直接鄰接于相鄰晶體管單元tc的主體區(qū)段115和第一源極區(qū)段111，并與相鄰晶體管單元tc的主體區(qū)段115和第一源極區(qū)段111形成歐姆接觸。第一源極區(qū)段111關(guān)于中間的第一接觸結(jié)構(gòu)315的中心軸是對(duì)稱的，其中中心軸平行于在晶體管單元區(qū)610和過渡區(qū)650之間的界面延伸。在所示實(shí)施例中，兩個(gè)第一源極區(qū)段111在晶體管單元區(qū)610中的第一接觸結(jié)構(gòu)315的相對(duì)側(cè)處形成。

在過渡區(qū)650中，第二接觸結(jié)構(gòu)316直接鄰接于對(duì)稱的第二源極區(qū)段112，其中第二接觸結(jié)構(gòu)316使第二源極區(qū)段112與第一負(fù)載電極310電連接。第二源極區(qū)段112僅僅在被定向到晶體管單元區(qū)610的側(cè)面處形成。第二源極區(qū)段112關(guān)于第二接觸結(jié)構(gòu)316的中心軸是非對(duì)稱的，其中中心軸平行于在晶體管單元區(qū)610和過渡區(qū)650之間的界面延伸。沒有源極區(qū)段的部分形成在背離晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的相對(duì)側(cè)處。

根據(jù)實(shí)施例，與第一源極區(qū)段111相對(duì)的側(cè)面可完全來自與源極區(qū)段111、112的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型。根據(jù)另一實(shí)施例，在與第二源極區(qū)段112相對(duì)的第二接觸結(jié)構(gòu)316的側(cè)面處形成的摻雜區(qū)可具有與源極區(qū)段112相同的導(dǎo)電類型，但平均凈摻雜劑劑量至多是第二源極區(qū)段112的摻雜劑劑量的三分之一，例如至多是第二源極區(qū)段112的摻雜劑劑量的十分之一。

在所示實(shí)施例中且對(duì)于下面的描述，第一導(dǎo)電類型是n型并且第二導(dǎo)電類型是p型。如下面所概述的類似的考慮因素適用于其中第一導(dǎo)電類型是p型并且第二導(dǎo)電類型是n型的實(shí)施例。

當(dāng)在正向偏置狀態(tài)下、即在第二負(fù)載端子l2和第一負(fù)載端子l1之間有正電壓降時(shí)，施加到柵極端子g的電壓超過預(yù)設(shè)閾值電壓，電子積累在直接鄰接于柵極電介質(zhì)151的主體區(qū)段115的溝道部分中并形成反向溝道，從而使第一和第二pn結(jié)pn1和pn2對(duì)電子透明，使得電子電流穿過半導(dǎo)體器件500從第一負(fù)載電極310流到第二負(fù)載電極。

在反向偏置狀態(tài)下（在第一負(fù)載端子l1和第二負(fù)載端子l2之間有正電壓降），第一pn結(jié)pn1是正向偏置的。空穴穿過第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316注入到漂移結(jié)構(gòu)120中。電子穿過接觸層130注入到漂移結(jié)構(gòu)120中。所得到的高電荷載流子密度導(dǎo)致半導(dǎo)體器件500的主體二極管的低正向電阻。

當(dāng)施加在半導(dǎo)體器件500兩端的電壓將極性從反向偏置改變回到正向偏置時(shí)或在雪崩擊穿的情況下，電子401穿過接觸層130排出到第二負(fù)載電極320?？昭?02穿過主體延伸區(qū)段116和主體區(qū)段115從漂移結(jié)構(gòu)120排出到第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316，第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316使主體延伸區(qū)段116和主體區(qū)段115與第一負(fù)載電極310電連接。電荷載流子也從過渡區(qū)650和閑置區(qū)排出，在該閑置區(qū)中沒有形成到第一負(fù)載電極310的接觸結(jié)構(gòu)。作為結(jié)果，空穴402的一部分穿過主體延伸區(qū)段116或穿過第一區(qū)段181和圖1a的正向偏置的第一pn結(jié)p1流動(dòng)，或在圖1b的情況下在更向內(nèi)布置的第二接觸結(jié)構(gòu)316的方向上平行于第一表面101流動(dòng)。空穴402沿著連接到第一負(fù)載電極310的n摻雜區(qū)的流動(dòng)可導(dǎo)致沿著對(duì)n摻雜區(qū)的界面在主體區(qū)段115中的正電壓降，使得寄生npnbjt（雙極結(jié)晶體管）接通，該寄生npnbjt由n摻雜區(qū)、主體區(qū)段115或主體延伸區(qū)段116和超結(jié)結(jié)構(gòu)180的n型第一區(qū)181形成。一旦被接通，bjt就可以局部地產(chǎn)生高集電極電流。由于在半導(dǎo)體主體100中的負(fù)溫度系數(shù)，電流密度可局部地增加且不可逆地?fù)p壞半導(dǎo)體主體100的晶格。

由于這個(gè)原因，通常根本沒有源極區(qū)段在過渡區(qū)650中形成。但在反向偏置模式中，省略源極區(qū)段增加空穴到過渡區(qū)650中的半導(dǎo)體主體100中的注入且也增加空穴到終止區(qū)690中的擴(kuò)散。

通過在過渡區(qū)650中僅在被定向到晶體管單元區(qū)610的接觸結(jié)構(gòu)的側(cè)面處形成第二源極區(qū)段112，在晶體管單元區(qū)610之外的電荷載流子等離子體密度可降低而沒有下述風(fēng)險(xiǎn)：在換向或雪崩擊穿的情況下，空穴402沿著源極區(qū)段的流動(dòng)使寄生bjt接通。沿著非對(duì)稱第二源極區(qū)段112、沿著第二pn結(jié)pn2的電壓降相對(duì)于在第二接觸結(jié)構(gòu)316處的電位是負(fù)的且不使寄生bjt接通。

不同于在沒有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，在換向的情況下，超結(jié)結(jié)構(gòu)180的p摻雜區(qū)跨漂移結(jié)構(gòu)120的幾乎整個(gè)垂直延伸部均勻地排出空穴。結(jié)果，起源于晶體管單元區(qū)610的換向電流的部分突然下降，并且在半導(dǎo)體主體100兩端的電壓上升，而空穴仍然存在于終止區(qū)690中。因此，在超結(jié)器件中，從終止區(qū)690排出空穴發(fā)生在較高電壓下且是更關(guān)鍵的。雪崩擊穿更強(qiáng)，并可局部地誘發(fā)臨界量的熱能。

在圖2中，點(diǎn)線411以任意單位示意性示出：針對(duì)沒有第二源極區(qū)段的參考器件，作為到在背離晶體管單元區(qū)610的側(cè)面上的第二接觸結(jié)構(gòu)316的距離dx的函數(shù)的空穴密度np。連續(xù)線412示出：作為到第二接觸結(jié)構(gòu)316的距離的函數(shù)的在半導(dǎo)體主體100中的空穴密度np，該第二接觸結(jié)構(gòu)316具有在被定向到晶體管單元區(qū)610的側(cè)面處的非對(duì)稱第二源極區(qū)段。非對(duì)稱第二源極區(qū)段112的存在使最大空穴密度降低大于10%。

通常，第一源極區(qū)段111由覆蓋閑置區(qū)（例如終止區(qū)）并暴露晶體管單元區(qū)610的光刻掩模限定。通過對(duì)掩模的輕微和非關(guān)鍵修改，可在過渡區(qū)650中限定一側(cè)非對(duì)稱的第二源極區(qū)段112，而沒有額外的努力且沒有器件可靠性的損失。

在圖3a中，半導(dǎo)體器件500是具有n⁺摻雜的第一和第二源極區(qū)段111、112、n⁺摻雜接觸層130、p摻雜主體區(qū)段115和p摻雜主體延伸區(qū)段116的n-fet。漂移結(jié)構(gòu)120可包括在超結(jié)結(jié)構(gòu)180和第二表面102之間的漂移區(qū)段121。根據(jù)實(shí)施例，在漂移區(qū)段121中的摻雜劑濃度可以是近似均勻的，在從5e12cm^-3到1e16cm^-3的范圍內(nèi)，例如在從5e13cm^-3到5e14cm^-3的范圍內(nèi)。

與漂移區(qū)段121形成單極同質(zhì)結(jié)的場(chǎng)停止層129可使漂移區(qū)段121與接觸層130分離。在場(chǎng)停止層129中的平均摻雜劑濃度可以是在第一區(qū)181中的平均摻雜劑濃度的至少20%和在接觸層130中的最大摻雜劑濃度的至多五分之一。

夾層電介質(zhì)210可以使柵極電極155與第一負(fù)載電極310絕緣。作為示例，夾層電介質(zhì)210可包括來自以下各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)層：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、摻雜或非摻雜的硅酸鹽玻璃例如bsg（硼硅酸鹽玻璃）、psg（磷硅酸鹽玻璃）或bpsg（硼磷硅酸鹽玻璃）。

第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316穿過夾層電介質(zhì)210中的開口延伸并通過重?fù)诫s接觸區(qū)電連接第一負(fù)載電極310與主體區(qū)段115、與主體延伸區(qū)段116以及與第一和第二源極區(qū)段111、112。第一負(fù)載電極310可以形成n-fet的源極端子s，或可以電連接到n-fet的源極端子s。直接鄰接于第二表面102和接觸層130的第二負(fù)載電極320可以形成漏極端子d或可以電連接到漏極端子d。

第一和第二負(fù)載電極310、320中的每個(gè)可由以下各項(xiàng)構(gòu)成或包含以下各項(xiàng)作為（一個(gè)或多個(gè)）主要成分：鋁（al）、銅（cu）或鋁或銅的合金例如alsi、alcu或alsicu。根據(jù)其它實(shí)施例，第一和第二負(fù)載電極310、320中的至少一個(gè)可包含鎳（ni）、鈦（ti）、鎢（w）、鉭（ta）、釩（v）、銀（ag）、金（au）、鉑（pt）和/或鈀（pd）作為（一個(gè)或多個(gè)）主要成分。例如，第一和第二負(fù)載電極310、320中的至少一個(gè)可包括兩個(gè)或更多個(gè)子層，其中每個(gè)子層包含ni、ti、v、ag、au、pt、w和pd中的一個(gè)或多個(gè)作為（一個(gè)或多個(gè)）主要成分，例如硅化物、氮化物和/或合金。

半導(dǎo)體器件500包括具有晶體管單元tc和第一接觸結(jié)構(gòu)315的晶體管單元區(qū)610以及具有晶體管單元tc、閑置單元ic和第二接觸結(jié)構(gòu)316的過渡區(qū)650，如參考圖1詳細(xì)描述的。

此外，半導(dǎo)體器件500包括直接鄰接于過渡區(qū)650的終止區(qū)690，使得過渡區(qū)650夾在晶體管單元區(qū)610和終止區(qū)690之間。終止區(qū)690完全沒有晶體管單元tc和閑置單元ic以及在第一負(fù)載電極310和半導(dǎo)體主體100之間的接觸結(jié)構(gòu)。

終止區(qū)690可以包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的另一部分，或可以不包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的另一部分。當(dāng)半導(dǎo)體器件500從反向偏置改變到正向偏置且空穴穿過第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316排出到第一負(fù)載電極310時(shí)，在半導(dǎo)體主體100中從終止區(qū)690流到第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316的方向中的第一空穴402a不通過這樣的n摻雜區(qū)，該摻雜區(qū)連接到第一負(fù)載電極310的電位并包含足夠的凈摻雜劑濃度，針對(duì)該凈摻雜劑濃度沿著在n摻雜區(qū)和主體延伸區(qū)段116之間的界面的所得到的電壓降打開由n摻雜區(qū)、主體延伸區(qū)段116和n摻雜第一區(qū)181形成的寄生bjt。

可在晶體管單元區(qū)610的方向上通過第二源極區(qū)段112的第二空穴402b產(chǎn)生沿著第二源極區(qū)段112相對(duì)于第二接觸結(jié)構(gòu)316的負(fù)電壓降。負(fù)電壓降不使由第二源極區(qū)段112、主體延伸區(qū)段116和n型第一區(qū)181形成的寄生bjt接通。在另一方面，第二源極區(qū)段112的存在減小在反向偏置模式中在過渡區(qū)650中的空穴發(fā)射極效率，使得較少的電荷載流子被注入到終止和過渡區(qū)690、650中。

在圖3b中所示的半導(dǎo)體器件500與在圖3a中的半導(dǎo)體器件的不同之處在于，具有比第二源極區(qū)段112更低的凈摻雜劑濃度（即更低的n型劑量）的n摻雜區(qū)113在被定向到終止區(qū)690的第二接觸結(jié)構(gòu)316的側(cè)面處形成。由于在n摻雜區(qū)113中的較低的摻雜劑濃度，第一空穴402a通過摻雜區(qū)113流到相應(yīng)的第二接觸結(jié)構(gòu)316的方向中不足以接通由n摻雜區(qū)113、主體延伸區(qū)段116和n型第一區(qū)181形成的寄生bjt。n摻雜區(qū)113可進(jìn)一步減小空穴注入到過渡區(qū)650中。

晶體管單元tc和閑置單元ic可以是條形的，其中晶體管單元tc形成有規(guī)律地布置的條紋或更確切地說是點(diǎn)形的圖案，其中晶體管單元tc和閑置單元ic布置成行和列。

第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316可延伸到半導(dǎo)體主體100中，如在圖3a和3b中所示的。

在圖3c中，第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316是直接接觸半導(dǎo)體主體100的第一表面101而不延伸到半導(dǎo)體主體100中的平面接觸部。晶體管單元tc的主體接觸區(qū)115a可在相對(duì)的第一和第二源極區(qū)段111、112之間和在相鄰柵極結(jié)構(gòu)150之間的接觸開口的中心部分中直接鄰接第一表面101。閑置單元ic的主體接觸區(qū)115a可從中心延伸到在被定向到終止區(qū)690的側(cè)面處的柵極結(jié)構(gòu)150，如針對(duì)在左邊的閑置單元ic所示的，或可僅僅在接觸開口的中心中形成，如針對(duì)在右邊的閑置單元ic所示的。

圖3d和3e涉及半導(dǎo)體器件500，半導(dǎo)體器件500的柵極結(jié)構(gòu)150是溝槽柵極結(jié)構(gòu)，該溝槽柵極結(jié)構(gòu)在超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第一區(qū)181的垂直突出部中從第一表面101延伸到半導(dǎo)體主體100中。溝槽柵極結(jié)構(gòu)的垂直延伸可大于主體區(qū)段115的垂直延伸，使得溝槽柵極結(jié)構(gòu)延伸到第一區(qū)181中。主體延伸區(qū)段116的垂直延伸可大于最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)的垂直延伸，使得主體延伸區(qū)段116使最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)與漂移結(jié)構(gòu)120分離。關(guān)于進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，參考圖3a到3c的描述。

至少一個(gè)第二接觸結(jié)構(gòu)316在最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)和終止區(qū)690之間穿過夾層電介質(zhì)210延伸到半導(dǎo)體主體100。直接鄰接于第二接觸結(jié)構(gòu)316的第二源極區(qū)段112主要形成在被定向到晶體管單元區(qū)610的接觸開口的一半中。主體接觸區(qū)115a可直接鄰接于在第二源極區(qū)段112和終止區(qū)690之間的第二接觸結(jié)構(gòu)316。第二源極區(qū)段112可與最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)分離。

在圖3e中，第二源極區(qū)段112直接鄰接于最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)?？墒÷缘谝辉礃O區(qū)段111，該第一源極區(qū)段111在直接鄰接于被定向到晶體管單元區(qū)610的側(cè)面處的一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，沒有第一源極區(qū)段形成在被定向到晶體管單元區(qū)610的最外面的溝槽柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)面處。

圖4a示出在條形柵極結(jié)構(gòu)150、條形晶體管單元tc和閑置單元ic的條形閑置柵極159的情況下的圖3a的示意性平面圖，其中沿著柵極結(jié)構(gòu)150的縱軸的水平尺寸是沿著它們的橫軸的水平延伸的十倍或更多倍。條形第一和第二接觸結(jié)構(gòu)315、316在相鄰柵極結(jié)構(gòu)150之間延伸。根據(jù)其它實(shí)施例，接觸結(jié)構(gòu)315、316可以分別是多個(gè)分離的接觸結(jié)構(gòu)的線。在晶體管單元區(qū)610中，第一源極區(qū)段111關(guān)于平行于在晶體管單元區(qū)610和過渡區(qū)650之間的界面的中心軸與中間的第一接觸結(jié)構(gòu)315對(duì)稱。在過渡區(qū)650中，第二源極區(qū)段112僅僅形成在被定向到晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的該側(cè)面處。在被定向到終止區(qū)690的相對(duì)側(cè)面處，第二接觸結(jié)構(gòu)316可直接鄰接于主體延伸區(qū)段116。

圖4b指代在具有帶有在相同數(shù)量級(jí)內(nèi)的兩個(gè)正交的水平尺寸的點(diǎn)形晶體管單元tc的布局的情況下的圖3a的平面圖。在晶體管單元區(qū)610中，第一接觸結(jié)構(gòu)315可在所有水平方向上完全被第一源極區(qū)段111圍繞。柵極結(jié)構(gòu)150可被連接并可形成網(wǎng)格。網(wǎng)格的網(wǎng)孔的水平橫截面可以是正多邊形，例如具有或不具有圓角或倒角的六邊形或正方形、橢圓形或圓形。圖4a和4b的布局也可與圖3b的實(shí)施例組合。

終止區(qū)690直接鄰接過渡區(qū)650，并且既不包括晶體管單元tc，也不包括閑置單元ic，也不包括使第一負(fù)載電極310與半導(dǎo)體主體100電連接的任何接觸結(jié)構(gòu)。

在圖5中，終止區(qū)690包括超結(jié)結(jié)構(gòu)180的第三部分和主體延伸區(qū)段116的導(dǎo)電類型的結(jié)終止延伸部117，其中結(jié)終止延伸部117直接鄰接主體延伸區(qū)段116。結(jié)終止延伸部117可以比主體延伸區(qū)段116更淺并可直接鄰接于第一表面101或可通過相反摻雜的區(qū)段與第一表面101分離。

終止區(qū)690從過渡區(qū)650延伸到半導(dǎo)體主體100的外部橫向表面103，其中外部橫向表面103連接第一表面101和第二表面102。接觸層130的導(dǎo)電類型的重?fù)诫s連接區(qū)段190可沿著外部橫向表面103形成，并可從第一表面101延伸到場(chǎng)停止層129或到場(chǎng)停止層129中，或者延伸到接觸層130或到接觸層130中。外部電極325可通過n+摻雜區(qū)或p摻雜區(qū)電連接到在前側(cè)處的連接區(qū)段190，并可形成漏極端子d或可直接連接到漏極端子d。關(guān)于進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，參考圖1到4b的描述。

通常，終止區(qū)690的橫向?qū)挾却笥谄平Y(jié)構(gòu)120的垂直延伸，且大量移動(dòng)電荷載流子可在半導(dǎo)體器件500是反向偏置的情況下溢出終止區(qū)690。在反向偏置模式中，在過渡區(qū)650中的一側(cè)、非對(duì)稱的第二源極區(qū)段112減小連接到第二接觸結(jié)構(gòu)316的主體接觸區(qū)115a的空穴注入效率，并有助于降低在終止區(qū)690中的電荷載流子等離子體密度。在第二接觸結(jié)構(gòu)316的相對(duì)側(cè)處不存在重n摻雜區(qū)防止寄生bjt接通，使得與具有在過渡區(qū)650中的對(duì)稱源極區(qū)段的器件相比，器件可靠性增強(qiáng)。

圖6a到6c指代下述實(shí)施例：第一接觸結(jié)構(gòu)315具有沿著第一水平方向的縱向延伸以及第二接觸結(jié)構(gòu)316具有在正交于第一水平方向和第一接觸結(jié)構(gòu)315的第二水平方向上的縱向延伸。第二源極區(qū)段112關(guān)于第二接觸結(jié)構(gòu)316的橫向中心軸被非對(duì)稱地形成，其中橫向中心軸平行于在晶體管單元區(qū)610和過渡區(qū)650之間的界面并平行于第一接觸結(jié)構(gòu)315的縱向延伸。第二源極區(qū)段112僅僅形成在被定向到晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的側(cè)面處，并至少在背離晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的側(cè)面結(jié)束處不存在。第二區(qū)段112可以僅僅沿著第二接觸結(jié)構(gòu)316的縱向側(cè)形成，或也可包括在被定向到晶體管單元區(qū)610的窄側(cè)處的一部分。第二源極區(qū)段112可沿著第二接觸結(jié)構(gòu)316的縱向延伸部的至多90%，例如至多75%或至多50%延伸。

在背離晶體管單元區(qū)610并被定向到外部橫向表面103的側(cè)面處，第二接觸結(jié)構(gòu)316可直接鄰接于具有主體區(qū)段115的導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)段的部分，例如鄰接于主體區(qū)段的部分、主體延伸區(qū)段116的部分或結(jié)終止延伸部。

可以不僅在晶體管單元區(qū)610和終止區(qū)690之間而且在晶體管單元區(qū)610和沒有有源晶體管單元的半導(dǎo)體器件的其它區(qū)之間（例如在柵極金屬化的垂直突出部例如柵極焊盤、柵極流道或柵極指狀物中）沿著邏輯塊的界面并沿著嵌入式傳感器結(jié)構(gòu)的界面形成第二接觸結(jié)構(gòu)316和閑置單元ic。

在圖7中，晶體管單元區(qū)610包括連續(xù)條形晶體管單元tc，其中第一接觸結(jié)構(gòu)315形成連續(xù)的線。根據(jù)另一實(shí)施例，多個(gè)分離的晶體管單元tc可沿著具有不連續(xù)的第一接觸結(jié)構(gòu)315的多個(gè)晶體管線中的每個(gè)形成，其中在被分配到同一晶體管線的晶體管單元tc之間的分離區(qū)中，相鄰晶體管單元tc的第一接觸結(jié)構(gòu)315彼此分離，以及其中分離區(qū)沒有源極區(qū)段。過渡區(qū)650包括具有圓的片段的形狀的外角部分652。在外角部分652中，不同長度的第一組條形第二接觸結(jié)構(gòu)316a正交于不同長度的第二組條形第二接觸結(jié)構(gòu)316b而延伸。外角部分652可夾在晶體管單元區(qū)610和閑置區(qū)的內(nèi)角之間，閑置區(qū)可以是柵極區(qū)或如所示的終止區(qū)690。在過渡區(qū)650中，第二源極區(qū)段112與被定向到閑置區(qū)的條形第二接觸結(jié)構(gòu)316a、316b的那些窄側(cè)間隔開。根據(jù)另一實(shí)施例，第二源極區(qū)段112可與兩個(gè)窄側(cè)間隔開，其中到被定向到晶體管單元區(qū)610的窄側(cè)的距離小于到被定向到閑置區(qū)的窄側(cè)的距離。

在沿著被定向到閑置區(qū)的第二接觸結(jié)構(gòu)316的那些窄側(cè)的過渡區(qū)650的閑置部分653中，沒有源極區(qū)段形成。替代地，p摻雜區(qū)115z例如主體區(qū)段115的部分、主體延伸區(qū)段116或結(jié)終止延伸部可直接鄰接第一表面。閑置部分653可形成圓的條形片段。

圖8a示出夾在晶體管單元區(qū)610和柵極區(qū)692之間的過渡區(qū)650，柵極區(qū)692沒有有源晶體管單元。柵極區(qū)692是在柵極金屬化的垂直突出部（例如柵極焊盤、柵極指狀物或柵極流道）中的半導(dǎo)體主體100的一部分。

過渡區(qū)650可包括具有與晶體管單元tc的縱軸平行的縱軸的第一組條形第二接觸結(jié)構(gòu)316a以及具有與晶體管單元tc的縱軸正交的縱軸的第二組條形第二接觸結(jié)構(gòu)316b。該布置減小柵極導(dǎo)體電阻，因?yàn)闁艠O導(dǎo)體可在第二接觸結(jié)構(gòu)316a、316b之間延伸。在相鄰第二接觸結(jié)構(gòu)316a、316b之間的中心到中心距離可小于在相鄰條形第一接觸結(jié)構(gòu)315之間的中心到中心距離。第二源極區(qū)段112可具有到被定向到柵極區(qū)692的第二接觸結(jié)構(gòu)316a、316b的窄側(cè)的至多1μm、2μm、5μm或10μm的距離，例如第二接觸結(jié)構(gòu)316的縱向延伸的至多20%的距離，且主要形成在被定向到晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的一側(cè)處。第二源極區(qū)段112也可不存在于被定向到晶體管單元區(qū)610的第二接觸結(jié)構(gòu)316的窄側(cè)處的另外的閑置區(qū)654中。

在圖8b中的半導(dǎo)體器件500包括沿著具有不連續(xù)的第一接觸結(jié)構(gòu)315的多個(gè)晶體管線中的每個(gè)形成的多個(gè)分離的晶體管單元tc。分離區(qū)615分離被分配到同一晶體管線的晶體管單元tc，使得第一源極區(qū)段111與第一接觸結(jié)構(gòu)315的兩個(gè)窄側(cè)間隔開。

雖然在本文中圖示和描述了特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各種替代和/或等價(jià)實(shí)現(xiàn)可代替所示和所述的特定實(shí)施例。該申請(qǐng)旨在涵蓋本文中討論的特定實(shí)施例的任何改編或變化。因此，意圖是本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等價(jià)物限制。