CN105280713B - 具有场电极和场电介质的半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有场电极和场电介质的半导体器件。半导体器件（500）包括场电极结构（160），其包括场电极（165）和围绕场电极（165）的场电介质（161）。场电介质（161）包括第一电介质层（161a）和具有比第一电介质层（161a）更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层（161b）。半导体主体（100）包括围绕场电极结构（160）并直接邻接第一电介质层（161a）的晶体管部分（TS）。晶体管部分（TS）包括源极区（110）、第一漂移区部分（121a）和使源极区（110）与第一漂移区部分（121a）分离的主体区（115）。主体区（115）形成与源极区（110）的第一pn结（pn1）和与第一漂移区部分（121a）的第二pn结（pn2）。

Description

具有场电极和场电介质的半导体器件
背景技术
功率半导体器件，例如IGFET（绝缘栅场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极晶体管）通常是具有在半导体管芯的前侧处的第一表面和在后侧处的第二表面之间的负载电流流动的垂直器件。在阻塞模式中，从前侧延伸到半导体管芯中的条形补偿结构耗尽在半导体管芯中的漂移区。补偿结构允许在漂移区中的较高的掺杂剂浓度，而没有对阻塞能力的不利影响。较高的掺杂剂浓度又减小器件的导通状态电阻。
提供具有低欧姆损耗的可靠半导体器件是期望的。
发明内容
该目的用独立权利要求的主题来达到。从属权利要求指的是另外的实施例。
根据实施例，半导体器件包括场电极结构，其包括场电极和围绕场电极的场电介质。场电介质包括第一电介质层和具有比第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层。半导体主体的晶体管部分围绕场电极结构，直接邻接第一电介质层，并包括源极区、第一漂移区部分和使源极区与第一漂移区部分分离的主体区。主体区与源极区形成第一pn结并且与第一漂移区部分形成第二pn结。
根据另一实施例，制造半导体器件的方法包括形成从主表面延伸到半导体衬底的半导体层中的第一沟槽。平行于半导体衬底的主表面的第一沟槽的第一水平延伸部大至正交于第一水平延伸部的第二水平延伸部的至多两倍。形成用作第一沟槽的衬里的第一电介质层。第二电介质层在第一电介质层上形成。场电极在第一沟槽中形成，且栅电极在第二沟槽中形成。
根据实施例，电子组件包括半导体器件，其包括具有场电极的场电极结构和围绕场电极的场电介质。场电介质包括第一电介质层和具有比第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层。半导体主体的晶体管部分围绕场电极结构，直接邻接第一电介质层，并包括源极区、第一漂移区部分和使源极区与第一漂移区部分分离的主体区。主体区与源极区形成第一pn结并且与第一漂移区部分形成第二pn结。
本领域中的技术人员在阅读下面的详细描述后并在观看附图后将认识到附加的特征和优点。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解并被合并在本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示本发明的实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。本发明的其它实施例和预期优点将容易被领会到，因为它们通过参考下面的详细描述变得更好理解。
图1A是根据与包括含氧层的场电介质结构有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平横截面视图。
图1B是沿着线B-B的图1A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图。
图1C是图1A的半导体器件部分的示意性透视图。
图2A是用于图示在形成第一电介质层之后根据实施例的制造半导体器件的方法的半导体衬底的一部分的示意性横截面视图。
图2B是在形成第二电介质层之后的图2A的半导体衬底部分。
图2C是在形成第三电介质层和场电极材料之后的图2B的半导体衬底部分的示意性横截面视图。
图3示意性图示用于图示实施例的效果的根据实施例的半导体器件的电子带结构。
图4A是根据具有两层场电介质的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平横截面视图。
图4B是图4A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图。
图5A是根据与具有只在场电极结构的掩埋尖端处形成的第二电介质层的场电介质有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平横截面视图。
图5B是图5A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图。
图6A是根据与在场电极和相应的晶体管单元的晶体管部分之间形成的环形栅电极有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平横截面视图。
图6B是沿着线B-B的图6A的半导体器件部分的示意性垂直横截面视图。
图6C是根据具有布置在矩阵中的晶体管单元的实施例的如图6A到6B中所示的晶体管单元的示意性布局。
图6D是根据具有布置在交错列中的晶体管单元的实施例的如图6A到6B中所示的晶体管单元的示意性布局。
图7是根据与条形栅极结构和空间上分离的针形场电极有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性透视图。
图8是根据与开关模式电源和电机驱动器有关的实施例的电子组件的示意性电路图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图，且其中作为例证示出其中本发明可被实践的特定实施例。应理解，可利用其它实施例且可做出结构或逻辑改变而不偏离本发明的范围。例如，对于一个实施例示出或描述的特征可在其它实施例上或结合其它实施例来使用以产出另外的实施例。意图是本发明包括这样的修改和变化。使用不应被解释为限制所附权利要求的范围的特定语言描述了示例。附图并不按比例且仅为了例证性目的。为了清楚起见，相同的元件在不同的附图中由对应的参考符号标明，如果不是另有规定。
术语“具有”、“包含”、“包括”、“包括有”等是开放的，且术语指示所陈述的结构、元件或特征的存在，但不排除附加的元件或特征。冠词“一”、“一个”和“该”意图包括复数以及单数，除非上下文清楚地另有指示。
术语“电连接”描述在电连接的元件之间的永久低欧姆连接，例如在所连接的元件之间的直接接触或经由金属和/或高掺杂半导体的低欧姆连接。术语“电耦合”包括，适于信号传输的一个或多个（多个）中间元件可被提供在电耦合的元件，例如可控制来临时提供在第一状态中的低欧姆连接和在第二状态中的高欧姆电解耦的元件之间。
附图通过指示紧接于掺杂类型“n”或“p”的“-”或“+”而图示相对掺杂浓度。例如，“n-”意指比“n”掺杂区的掺杂浓度低的掺杂浓度，而“n+”掺杂区具有比“n”掺杂区的掺杂浓度高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区并不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区可具有相同或不同的绝对掺杂浓度。
图1A到1C指的是包括多个相同的晶体管单元TC的半导体器件500。半导体器件500可以是或可包括IGFET，例如在通常意义上包括具有金属栅极的FET以及具有非金属栅极的FET的MOSFET（金属氧化物半导体FET）。根据另一实施例，半导体器件500可以是IGBT。
半导体器件500基于来自单晶半导体材料，例如硅（Si）、碳化硅（SiC）、锗（Ge）、硅锗晶体（SiGe）、氮化镓（GaN）、砷化镓（GaAs）或任何其它AIIIBV半导体的半导体主体100。
半导体主体100具有可以是近似平坦的或可由共面表面部分横跨的平面所限定的第一表面101以及平行于第一表面101的平坦的第二表面102。在第一和第二表面101、102之间的距离被选择成达到指定的电压阻塞能力，并且可以是至少30 μm。根据其它实施例，该距离可以在几百μm的范围内。倾斜到第一和第二表面101、102的横向表面连接第一和第二表面101、102。
在垂直于横截平面的平面中，半导体主体100可具有带有几毫米的边缘长度的矩形形状，或可以是具有几厘米的直径的圆盘形。第一表面101的法线限定垂直方向，且正交于垂直方向的方向是水平方向。
半导体主体100包括第一导电类型的漏极结构120以及在漏极结构120和第二表面102之间的第一导电类型的接触层130。漏极结构120包括漂移区121，其中掺杂剂浓度可至少在其垂直延伸部的部分中随着到第一表面101的距离的增加而逐渐地或逐步地增加或减小。根据其它实施例，在漂移区121中的掺杂剂浓度可以近似是均匀的。在漂移区121中的平均掺杂剂浓度可以在5E12 cm-3和5E17 cm-3之间，例如在从5E13 cm-3到5E16 cm-3的范围内。漏极结构120可包括另外的掺杂区，例如使漂移区121与接触层130分离的场停止层128。在场停止层128中的平均掺杂剂浓度可以高达在漂移区121中的平均杂质浓度的至少五倍和在接触层130中的最大掺杂剂浓度的至多五分之一。
沿着第二表面102，在接触层130中的掺杂剂浓度足够高以形成与直接邻接第二表面102的金属的欧姆接触。在半导体主体100基于硅的情况下，在n导电接触层130中，沿着第二表面102的掺杂剂浓度可以是至少1E18 cm-3，例如至少5E19 cm-3。在p导电接触层130中，掺杂剂浓度可以是至少1E16 cm-3，例如至少5E17 cm-3。
包括导电针状或针形场电极165和围绕场电极165的场电介质161的场电极结构160从第一表面101延伸到半导体主体100中。场电极165包括重掺杂多晶硅层和/或含金属层或由重掺杂多晶硅层和/或含金属层组成。场电介质161使场电极165与半导体主体100的周围半导体材料分离。
场电极结构160的垂直延伸部可以小于在第一表面101和场停止层128之间的距离，使得相连漂移区部分121b在场电极结构160和场停止层128之间形成。场电极结构160的垂直延伸部可以在从0.5 μm到200 μm的范围内，例如在从1 μm到50 μm的范围内。
场电极165的第一水平延伸部可以大至正交于第一水平延伸部的第二水平延伸部的至多三倍或至多两倍。水平延伸部可以在从0.1 μm到20 μm的范围内，例如在从0.2 μm到5 μm的范围内。
场电极165和场电极结构160的横截面区域可以是矩形、具有圆角的矩形、分别有或没有圆角的规则多边形或变形的多边形。根据实施例，第一和第二水平延伸部近似相等，且场电极165和场电极结构160的横截面区域是规则多边形，例如分别有或没有圆角或斜角的六边形或正方形。
根据其它实施例，场电极165和场电极结构160的横截面区域可以是椭圆形或卵形。根据实施例，第一和第二水平延伸部近似相等，且场电极165和场电极结构160的水平横截面区域是圆形，其中被分配到场电极结构160的总横截面面积的一部分可被减小。
晶体管单元TC被定中心在场电极结构160的水平中心点CP上。晶体管单元TC可在列和行中布置成矩阵样的。根据其它实施例，晶体管单元TC可被布置在列中，其中奇数列相对于偶数列沿着该列移动了在两个晶体管单元TC之间的距离的一半。晶体管单元TC的半导体部分在半导体主体100的晶体管部分TS中形成，其中晶体管部分TS围绕相应的场电极结构160。晶体管部分TS从半导体主体100的相连部分CS突出。
每个晶体管部分TS包括第二导电类型的主体区115、第一导电类型的第一漂移区部分121a以及第一导电类型的一个或多个源极区110。
在场电极结构160之间形成的第一漂移区部分121a直接连接到在半导体主体100的相连半导体部分CS中形成的相连漂移区部分121b。在每个晶体管部分TS中，相应的主体区115与一个或多个源极区110形成一个或多个第一pn结pn1并且与第一漂移区部分121a形成第二pn结pn2。
源极区110可以是从第一表面101延伸到半导体主体100中，例如到主体区115中的壁。晶体管单元TC的主体区115在水平面中完全围绕相应的场电极结构160。根据实施例，一个源极区110在水平面中围绕场电极结构160。（多个）源极区110可直接邻接场电极结构160或可从场电极结构160间隔开。根据其它实施例，晶体管单元TC的场电极结构160不被一个源极区110完全围绕或包括几个在空间上分离的源极区110。
晶体管部分TS的水平横截面区域的外轮廓线可以是圆形、椭圆形、卵形或多边形，即分别有或没有圆角的六边形或正方形。晶体管部分TS的内轮廓线在水平面中由场电极结构160的轮廓限定。晶体管部分TS的水平宽度可以在从0.02 μm到2 μm的范围内，例如在从0.1 μm到0.5 μm的范围内。
栅极结构150包括在晶体管部分TS内或外的水平面中围绕场电极结构160的导电栅电极155。根据所示实施例，栅极结构150围绕晶体管部分TS，其又围绕场电极结构160。栅电极155包括重掺杂多晶硅层和/或含金属层或由重掺杂多晶硅层和/或含金属层组成。
栅电极155与半导体主体100完全绝缘，其中栅极电介质151使栅电极155至少与主体区115分离。栅极电介质151将栅电极155电容地耦合到主体区115的沟道部分。栅极电介质151可包括半导体氧化物，例如热生长或沉积的氧化硅、半导体氮化物，例如沉积或热生长的氮化硅、半导体氮氧化物，例如氮氧化硅、或其组合或由半导体氧化物，例如热生长或沉积的氧化硅、半导体氮化物，例如沉积或热生长的氮化硅、半导体氮氧化物，例如氮氧化硅、或其组合组成。
栅极结构150可以是沿着第一表面101在半导体主体100之外形成的横向栅极。根据所示实施例，栅极结构150是从第一表面101延伸到半导体主体100中的沟槽栅极。
在所示实施例中且为了下面的描述，第一导电类型是n型而第二导电类型是p型。如下面概述的类似的考虑因素也应用于第一导电性为p型而第二导电类型是n型的实施例。
当施加到栅电极150的电压超过预先设置的阈值电压时，电子积聚在直接邻接栅极电介质151的主体区115的沟道部分中并形成使电子的第二pn结pn2短路的反型沟道。
栅极结构150的垂直延伸部小于场电极结构160的垂直延伸部。栅极结构150的垂直延伸部可以在从200 nm到5000 nm的范围内，例如在从300 nm到700 nm的范围内。
根据所示实施例，栅极结构150围绕晶体管部分TS，使得场电极结构160和栅极结构150将具有源极和主体区110、115的居间晶体管部分TS夹在中间。根据其它实施例，栅极结构150可在晶体管部分TS和场电极结构160之间形成。
在第一表面101上的层间电介质210可包括使栅电极155与提供在前侧上的第一负载电极310电绝缘的第一电介质部分210a以及使场电极165与第一负载电极310绝缘的第二电介质部分210b。
层间电介质210可包括来自例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、掺杂或未掺杂硅酸盐玻璃，例如BSG（硅酸硼玻璃）、PSG（硅酸磷玻璃）或BPSG（硅酸硼磷玻璃）的一个或更多的电介质层。
第一负载电极310可形成或可电耦合或连接到第一负载端子，例如在半导体器件500是n沟道IGFET的情况下的源极端子S。直接邻接第二表面102和接触层130的第二负载电极320可形成第二负载端子或可电连接到第二负载端子，其在半导体器件500是n-IGFET的情况下可以是漏极端子D。
第一和第二负载电极310、320中的每一个可由铝（Al）、铜（Cu）或铝或铜的合金，例如AlSi、AlCu或AlSiCu组成，或包含铝（Al）、铜（Cu）或铝或铜的合金，例如AlSi、AlCu或AlSiCu作为（多个）主要成分。根据其它实施例，第一和第二负载电极310、320中的至少一个可包含镍（Ni）、钛（Ti）、钨（W）、钽（Ta）、钒（V）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）和/或钯（Pd）作为（多个）成分。例如，第一和第二负载电极310、320中的至少一个可包括两个或更多的子层，其中每个子层包含Ni、Ti、V、Ag、Au、Pt、W、Al和Pd中的一个或更多个作为（多个）主要成分，例如硅化物、氮化物和/或合金。
接触结构315穿过在层间电介质210中的开口延伸，并使第一负载电极310与晶体管单元TC的源极和主体区110、115电连接。接触结构315可包括包含基于例如钛（Ti）或钽（Ta）的层和例如基于钨（W）的金属填充部分的一种或更多种导电金属。根据其它实施例，接触结构315包括重掺杂半导体结构，例如重p掺杂圆柱结构。
场电介质161包括直接邻接半导体主体100的围绕半导体材料的第一电介质层161a和直接邻接第一电介质层161a的第二电介质层161b，使得第一电介质层161a夹在半导体主体100和第二电介质层161b之间。第二电介质层161b的带隙小于第一电介质层161a的带隙。可替换地或此外，第二电介质层161b的导带边缘低于第一电介质层161a的导带边缘。
第一电介质层161a可以是半导体氧化物，例如在半导体主体100的半导体材料上生长的氧化硅。根据其它实施例，第一电介质层161a包括沉积的氧化硅或由氧化硅组成，例如在TEOS（四乙基原硅酸盐）的基础上形成的氧化硅。第一电介质层161a可以是具有几乎均匀的层厚度的高保形层。第一电介质层161a的厚度在从20 nm到5 µm的范围内，例如在从50nm到700 nm的范围内。
第二电介质层161b可以是包含半导体和氮，例如Si3N4的层。第二电介质层161b也可包含氢和/或氧。例如，第二电介质层161b可以是SiOxNy层，其中x < y。第二电介质层161b可在LPCVD（低压化学气相沉积）或PECVD（等离子体增强化学气相沉积）或ALD（原子层沉积）工艺中被沉积。根据实施例，第二电介质层161b是在第一电介质层161a上热生长的氮化硅（oxy）层。第二电介质层161b可以是具有至多30 nm，例如至多10 nm的几乎均匀的厚度的高保形层。
场电介质161可包括另外的层，例如具有比第二电介质层161b，例如半导体氧化物或半导体氮氧化物层更大的带隙和/或更高的导带边缘的层。第二电介质层161b可沿着场电极结构160的整个垂直延伸部延伸。根据实施例，第二电介质层161b排他地在被定向到第二表面102的场电极结构160的一部分中形成。例如，第二电介质层161b沿着场电极结构160的端部或掩埋尖端形成。场电极结构160允许在漂移区121中的较高的掺杂剂浓度，而没有不利地影响半导体器件500的阻塞能力。与条形场电极比较，针形场电极165增加漂移区121的可用横截面面积，并因此减小导通状态电阻RDSon。针形场电极的较高曲率增加在场电介质161中的电场强度。与在场电介质161中的缺陷组合的增加的场强度可减小半导体器件500的操作寿命和器件可靠性。第二电介质层161b在某种程度上补偿在第一电介质层161a中的缺陷。作为结果，半导体器件500较不倾向于涉及场电介质161的可靠性问题。
图2A到2C指的是制造如图1A到1C所示的半导体器件500的方法并图示实施例的效果。
第一沟槽191被蚀刻到从单晶半导体材料，例如硅提供的半导体衬底500a的主表面101a中。平行于主表面101a的第一沟槽191的第一水平延伸部大至正交于第一水平延伸部的第二水平延伸部的至多两倍。可通过可使用TEOS作为前体材料的沉积工艺或通过在含氧环境中在大约1100°C下的热氧化或通过这两者的组合来形成第一电介质层161a，例如场氧化物层。
图2A示出在半导体层100a的被暴露表面上形成并用作第一沟槽191的衬里的所得到的第一电介质层161a。第一电介质层161a的厚度在从20 nm到5 μm，例如从50 nm到700nm的范围内。由于工艺不均匀性，第一电介质层161a可具有缺陷161x，例如毛刺，其中第一电介质层161a的厚度被减小。
例如通过沉积，例如LPCVD和/或PECVE来形成保形第二电介质层161b，例如场氮化物层。
图2B示出覆盖第一电介质层161a的第二电介质层161b。第二电介质层161b可具有至多30nm，例如至多10nm的厚度。因为第一电介质层161a和第二电介质层161b从不同的工艺产生，在相应的层中的缺陷161x出现在不同的位置处，使得第二电介质层161b显著增加场电介质161的可靠性。第二电介质层161b可局部地凹进。
根据实施例，第三电介质层161c例如含氧层可在第二电介质层161b上形成。第三电介质层161c的带隙大于第二电介质层161b的带隙。可替换地或此外，第三电介质层161c的导带边缘高于第二电介质层161b的导带边缘。
然后，形成场电极165的材料可被沉积。栅电极155在由栅极电介质层151x作为衬里的第二沟槽192中形成，其中栅极电介质层151x可以是场电介质161的层中的至少一个层，例如第三电介质层161c的一部分。第二沟槽192可与第一沟槽191分离或可以是第一沟槽191的部分。
图2C示出第三电介质层161c，其使在下面的第一和第二电介质层161a、161b的厚度变化平滑。第三电介质层161c的厚度可以在5 nm和50 nm之间，作为示例。第三电介质层161c可以是氧化硅层或SiOxNy层，其中x > y。场电极165的材料可以是重掺杂多晶硅。另外的实施例可提供在场电介质161和场电极165之间的另外的电介质层或界面层。
图3示出沿着穿过在图2C中的场电介质的横截面的电子带结构。夹在第一电介质层161a和第三电介质层161c之间的第二电介质层161b形成电子的量子阱。在半导体器件的操作期间，例如在拐角周围、在明显粗糙度的边缘或位置处的高电场强度可将电子注入场电介质161中。第二电介质层161b的量子阱保持所注入的电子。俘获电子局部地降低电场最大值并抑制进一步的电子注入。
另外的实施例的描述省略了关于图1A到1C详细描述的元件的描述。
图4A到4B的半导体器件500不同于图1A到1C的实施例，因为第三电介质层不存在以及因为第二电介质层161b直接邻接导电场电极165。
图5A到5B的半导体器件500的场电介质161包括只在场电极结构160的垂直延伸部的一部分中形成的第二电介质层161b。第二电介质层161b排他地在场电极结构160的掩埋尖端处在被定向到第二表面102的场电介质161的一部分中形成。例如，第二电介质层161b相对于第一表面101只至多在场电极结构160的垂直延伸部的下半部分中或至多在场电极结构160的垂直延伸部的下三分之一中形成。第二电介质层161b可以是杯形的并在所有水平方向上且相对于在场电极结构160和第二表面102之间的半导体主体100的部分包围场电极165的下部分。
电场强度随着场电介质161的曲率的增加而增加，使得电场强度最大值出现针形场电极结构160的掩埋尖端处的场电极结构160的底部区域中，其中场强度高达沿着场电介质161的直侧壁部分的大约2.5倍。凹进的第二电介质层161b局部地增强在其中这样的缺陷更重要的区域中的场电介质161。
在图6A到6D的半导体器件500中，栅极结构150分别在场电极结构160和晶体管部分TS之间形成。可基于与对于所涉及的场电极结构160所提供的相同的沟槽来形成每个栅极结构150，使得栅极结构150的外轮廓在场电介质161的底部分的垂直突出部中形成，其中底部分是被定向到后侧的部分。栅极结构150的外轮廓可与场电极结构160的底部分的外轮廓齐平。
根据其它实施例，栅极结构150可在沟槽之外形成，邻近的场电极结构160以沟槽作基础。场电介质161的部分161z使场电极和栅电极165、155分离。与晶体管单元TC同心的辅助接触结构315b可使场电极165与第一负载电极310电连接。根据其它实施例，层间电介质210使第一负载电极310与场电极165绝缘。
晶体管单元TC可在如图6C所示的相等地间隔开的平行列和行中被布置成矩阵样的。
在图6D中，在奇数列中的晶体管单元TC相对于在偶数列中的晶体管单元TC沿着列方向移动了在沿着列的相邻晶体管单元TC之间的中心间距离TD的一半TD/2。
图7的半导体器件500组合针形场电极165与条形栅极结构155。
与条形场电极比较，当前的实施例的针状或针形场电极165增加在给定半导体面积中的晶体管部分TS的总面积，且因此减小漂移区121的导通状态电阻和器件RDSon。根据实施例的多层场电介质161增加器件可靠性。
图8指的是可以是例如电机驱动器、开关模式电源、开关模式电源的初级、同步整流器或太阳能转换器的电子组件510。
电子组件510可包括如上所述的两个相同的半导体器件500。半导体器件500可以是IGFET，且这两个半导体器件500的负载路径电气地串联布置在第一供电端子A和第二供电端子B之间。供电端子A、B可供应DC（直流）电压或AC（交流）电压。在这两个半导体器件500之间的网络节点NN可电连接到可以是变压器的绕组或电机绕组的电感负载或连接到电子电路的参考电位，作为示例。电子组件还可包括配置成交替地接通和切断半导体器件500的控制电路504以及由控制电路504控制并电连接到半导体器件500的栅极端子的栅极驱动器502。
电子组件510可以是具有电气地布置在半桥配置中的半导体器件500、电连接到电机绕组的网络节点NN和供应DC电压的供电端子A、B的电机驱动器。
根据另一实施例，电子组件510可以是具有向电子电路510供应AC电压的供电端子A、B和电连接到变压器的初级绕组的网络节点NN的开关模式电源的初级侧级。
电子组件510可以是具有连接到变压器的次级绕组的供电端子A、B和在开关模式电源的次级侧处电连接到电子电路的参考电位的网络节点NN的开关模式电源的同步整流器。
根据另外的实施例，电子组件510可以是DC到DC转换器的初级侧级，例如包括具有向电子组件510供应DC电压的供电端子A、B和电连接到电感存储元件的网络节点NN的光伏电池的应用的功率优化器或微逆变器。
根据另一实施例，电子组件510可以是DC到DC转换器的次级侧级，例如包括光伏电池的应用的功率优化器或微逆变器，其中电子电路510向供电端子A、B供应输出电压，且其中网络节点NN电连接到电感存储元件。
虽然在本文图示和描述了特定的实施例，本领域中的普通技术人员将领会到，多种替换和/或等效实现可代替所示和所述的特定实施例，而不偏离本发明的范围。这个申请旨在涵盖本文讨论的特定实施例的任何改编或变化。因此，意图的是本发明仅由权利要求及其等效形式限制。

Claims (20)

1.一种半导体器件，包括：
场电极结构，包括场电极和和场电介质，其中所述场电介质位于所述场电极和漂移区部分之间，其中所述场电介质包括第一电介质层和具有比所述第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层；以及
半导体主体，包括晶体管部分，所述晶体管部分围绕所述场电极结构，直接邻接所述第一电介质层，并包括源极区、漂移区部分和使所述源极区与所述漂移区部分分离的主体区，所述主体区与所述源极区形成第一pn结并且与所述漂移区部分形成第二pn结，
其中所述场电介质还包括第三电介质层，并且其中所述第二电介质层夹在所述第一电介质层和所述第三电介质层之间；
栅极结构，包括栅电极和使所述栅电极与所述主体区分离的栅极电介质，其中所述栅极结构围绕所述场电极结构；
其中在平行于所述半导体主体的第一表面的水平面中，所述晶体管部分夹在所述场电极结构和所述栅极结构之间。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第一电介质层是氧化物层。
3.如权利要求1或2所述的半导体器件，其中
所述第二电介质层是氮化硅层。
4.如权利要求1所述的半导体器件，其中
多个晶体管单元的所述栅电极形成使所述晶体管单元的所述晶体管部分嵌入的网格。
5.如权利要求1所述的半导体器件，其中
在平行于所述半导体主体的第一表面的水平面中，所述栅电极在所述场电极和所述晶体管部分之间形成。
6.如权利要求5所述的半导体器件，其中
多个晶体管单元的所述晶体管部分形成使所述晶体管单元的所述栅极结构和场电极结构嵌入的网格。
7.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述场电极在垂直于水平面的垂直方向上延伸，所述水平面平行于所述半导体主体的第一表面。
8.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述场电极包括第一水平延伸部和与所述第一水平延伸部正交的第二水平延伸部。
9.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述场电极的水平横截面区域是圆形或具有圆角的正方形或具有圆角的规则六边形。
10.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第一电介质层使所述第二电介质层与所述晶体管部分分离。
11.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第三电介质层是含氧层。
12.一种半导体器件，包括：
包括场电极和场电介质的场电极结构，其中所述场电介质位于所述场电极和漂移区部分之间，并且其中所述场电介质包括第一电介质层和具有比所述第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层；和
半导体主体，包括晶体管部分，所述晶体管部分围绕所述场电极结构，直接邻接所述第一电介质层，并包括源极区、漂移区部分和使所述源极区与所述漂移区部分分离的主体区，所述主体区与所述源极区形成第一pn结并且与所述漂移区部分形成第二pn结；
其中所述场电介质还包括第三电介质层，并且其中所述第二电介质层夹在所述第一电介质层和所述第三电介质层之间，
其中所述第二电介质层至多在所述场电极结构的垂直延伸部的下三分之一中形成。
13.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第三电介质层是具有在从10 nm到30 nm的范围内的厚度的沉积氧化硅层。
14.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第二电介质层的厚度在从10 nm到30 nm的范围内。
15.如权利要求1所述的半导体器件，其中
所述第一电介质层是热生长的氧化硅层。
16.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
形成从主表面（101a）延伸到半导体衬底（500a）的半导体层（100a）中的第一沟槽（191），其中平行于所述半导体衬底（500a）的所述主表面（101a）的所述第一沟槽（191）的第一水平延伸部为正交于所述第一水平延伸部的第二水平延伸部的至多两倍；
形成用作所述第一沟槽（191）的衬里的第一电介质层（161a）；
在所述第一电介质层（161a）上形成第二电介质层（161b），所述第二电介质层（161b）具有比所述第一电介质层（161a）更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个；以及然后
形成在所述第一沟槽（191）中的场电极（165）和在第二沟槽（192）中的栅电极（155）；
在形成所述场电极（165）之前在第二电介质层（161b）上形成第三电介质层（161c），
其中所述第二电介质层（161b）至多在场电极结构的垂直延伸部的下三分之一中形成，所述场电极结构包括第一，第二和第三电介质层以及所述场电极。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：
所述第三电介质层（161c）具有比所述第二电介质层（161b）更大的带隙和更高的导带边缘中的至少一个。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中
形成所述第一电介质层（161a）包括在包含氧的气氛中加热所述半导体衬底（500a）。
19.一种电子组件，包括：
半导体器件（500），包括：
场电极结构，包括场电极和场电介质，其中所述场电介质位于所述场电极和漂移区部分之间，其中所述场电介质包括第一电介质层和具有比所述第一电介质层更小的带隙和更低的导带边缘中的至少一个的第二电介质层；以及
半导体主体，包括晶体管部分，所述晶体管部分围绕所述场电极结构，直接邻接所述第一电介质层，并包括源极区、漂移区部分和使所述源极区与所述漂移区部分分离的主体区，所述主体区与所述源极区形成第一pn结并且与所述漂移区部分形成第二pn结，
其中所述场电介质还包括第三电介质层，并且其中所述第二电介质层夹在所述第一电介质层和所述第三电介质层之间；
栅极结构，包括栅电极和使所述栅电极与所述主体区分离的栅极电介质，其中所述栅极结构围绕所述场电极结构；
其中在平行于所述半导体主体的第一表面的水平面中，所述晶体管部分夹在所述场电极结构和所述栅极结构之间。
20.如权利要求19所述的电子组件，其中
所述电子组件（510）选自包括电机驱动器、开关模式电源、开关模式电源的初级、同步整流器和太阳能转换器的组。
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