[发明专利]半导体功率器件

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件领域，涉及一种半导体功率器件。

背景技术

绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是由双极型晶体管（Bipolar Transistor）和金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transisitor，MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，且IGBT是双极型器件，两种载流子（电子和空穴）同时导电。IGBT一般分为穿通型（Punch Through，PT）、非穿通型（Non-Punch Through，NPT）、电场截止（电场中止）型（Field Stop，FS），其中，集电极1’、发射极2’及栅极3’如图1和图2所示，且图1为NPT-IGBT的结构示意图，图2为PT-IGBT或FS-IGBT的结构示意图。PT-IGBT、FS-IGBT与NPT-IGBT的主要区别在于，NPT-IGBT没有采用对应给定阻断电压所设计的N+缓冲层而需要更厚的N-区（漂移区）。 IGBT具有MOSFET的许多特性，如容易驱动，安全工作区宽，峰值电流大，坚固耐用等；同时，IGBT具有非常好的导通特性，这是由于衬底P+注入的少子（空穴）使N-区（漂移区）载流子浓度得到显著提高（请参阅1和图2），产生电导通调制效应，这种少子（空穴）的注入大大减少了N-区（漂移区）的等效电阻，从而降低了N-区的导通压降。但是，IGBT内部不存在反向导通二极管，使用时，需要外接恢复二极管；同时，IGBT的开关速度（包括开启速度和关断速度）一般大大低于MOSFET。

垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管（Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，VDMOSFET）是多子器件，且是电压控制型器件，其中，源极4’’、 漏极5’’、栅极3’’及沟道6’’如图3所示。在合适的栅极电压的控制下，半导体表面反型，形成导电沟道，于是漏极和源极之间流过适量的电流，且电流垂直流动。VDMOS主要应用于电机调速、逆变器、不间断电源、电子开关、高保真音响、汽车电器和电子镇流器等，具有接近无限大的静态输入阻抗特性，非常快的开关速度（包括开启速度和关断速度）等显著特点，但其缺点是没有电导调制，在一定击穿电压设计要求下，正态导通电阻和通态压降比IGBT大，因此导通功率损耗大，不利于大电流应用。

目前，半导体功率器件特性的改善主要是使其开关速度（包括开启速度和关断速度）得以提高的同时降低相关损耗，器件的开关频率也随之提高。因此，亟需一种半导体功率器件，既具有非常快的开关速度（包括开启速度和关断速度），同时又具有较低的导通电阻及导通功率损耗。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体功率器件，用于解决现有技术中的半导体功率器件不能兼顾非常快的开关速度（包括开启速度和关断速度）和较低的导通电阻及导通功率损耗的问题，同时解决现有技术中的IGBT需要外接反向导通二极管的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体功率器件，所述器件至少包括：

集电极；

重掺杂第二导电类型区，形成于所述集电极上；

漂移区，为轻掺杂第一导电类型，形成于所述重掺杂第二导电类型区上；

体区，为第二导电类型，形成于所述漂移区顶部的一侧；

源区，为重掺杂第一导电类型，形成于所述体区顶部，且在所述的源区外的一侧体区表面形成有沟道；

栅区域，形成于所述沟道及漂移区上，且与所述的源区和体区接触；

漏区，为重掺杂第一导电类型，形成于所述漂移区顶部且相对于所述体区的另一侧；

隔离结构，覆盖于所述栅区域及漂移区的表面，并分别设有暴露出部分所述的源区和体区、及暴露出部分所述漏区的通孔；

源极/发射极，覆盖于所述栅区域表面的隔离结构，并通过所述隔离结构的通孔与部分所述的源区和体区接触，以供所述的源区、体区实现电连接；

漏极，形成于所述漏区上，通过所述隔离结构的通孔与部分所述漏区接触，且所述的漏极与集电极通过引线连接在一起，形成实现电连接的漏极/集电极；

终端结构，形成于所述漂移区的顶部，且形成于所述体区与漏区之间，以降低表面电场，使电击穿的部位由表面移向所述体区之下，提高器件的耐高压性。