[发明专利]功率半导体设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月26日提交的，发明名称为“Power Semiconductor Device”韩国专利申请No.10-2012-0134700的权益，该申请的全部内容通过引用的方式结合到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种功率半导体设备。

背景技术

在除了美国专利US2011-0180813A之外的功率半导体设备中，截止区域被用于通过应用独立的结构来支持耐受电压从而防止在高耐受电压元件中的有源电池的边缘部分的电场集中的目的，并且广泛使用的结构是环型结构或者环型结构和多场板结构。

在具有预定间隔在P层之间的P层互相连接并且在操作关闭模式时耗尽层的扩展增加的方法中，保护宽截止区域需要具有上述结构的功率半导体设备来获得所需要的耐受电压。

然而，在截止区域宽度的增长引起了在操作开启模式时具有相同芯片大小的有源区域的减少，从而引起了传导损耗的增加、设备的热量生成的增加，或者由于为了维持相同的有源区域造成的芯片大小的增加而带来的生产成本的增加。

因此，要求功率半导体设备可以在维持耐受电压的同时缩小大小。

现有技术专利文献1：US2011-0180813A

发明内容

本发明致力于提供一种可以在维持高耐受电压的同时缩小设备的大小的功率半导体设备。

根据本发明的实施方式，提供了一种功率半导体设备，该功率半导体设备包括：第一导电型漂移层，该第一导电型漂移层包括一个表面和另一个表面，并且被划分为有源区、连接区和截止区；第二导电型半导体基底，该第二导电型半导体基底形成于所述第一导电型漂移层的所述另一个表面上；第二导电型阱层，该第二导电型阱层从所述第一导电型漂移层的所述一个表面在厚度方向以预定的深度形成，并且形成在所述有源区内；第二导电型第一结终端扩展（junction termination extension，JTE）层，该第二导电型第一JTE层被形成为使得与所述第二导电型阱层的一侧相接触；第二导电型第二JTE层，该第二导电型第二JTE层与所述第二导电型第一JTE层形成在同一直线上，并且被形成为使得该第二导电型第二JTE层在所述基底的长度方向与所述第二导电型第一JTE层相隔离；以及多晶硅层，被形成为使得该多晶硅层与所述第二导电型阱层和所述第二导电型第一JTE层的上部相接触。

在这里，所述第二导电型第一JTE层和所述第二导电型第二JTE层可以具有低于所述第二导电型阱层的浓度（concentration）的浓度。

此外，所述多晶硅层被形成为使得所述多晶硅层可以在所述基底的长度方向距离所述第二导电型阱层比距离所述第二导电型第二JTE层更近。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括第一绝缘层，被形成为使得该第一绝缘层与从所述第二导电型第一JTE层的上端部分到所述第二导电型第二JTE层的上部的区域相接触。在这里，所述多晶硅层被形成为使得可以与所述第二导电型阱层和所述第二导电型第一JTE层的上部相接触，并且被形成为使得所述多晶硅层与在所述第一绝缘层的侧表面和上表面中的任意区域相接触。

此外，所述第二导电型第二JTE层可以在所述基底的长度方向上以比所述第二导电型第一JTE层更长的长度形成。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括沟槽，被形成为使得该沟槽从所述第一导电型漂移层的一个表面在厚度方向穿过所述第二导电型阱层，并且该沟槽包括所述第二导电型阱层。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括第二绝缘层，该第二绝缘层形成于所述第二导电型阱层和所述第二导电型第一JTE层上，且该第二绝缘层包括所述沟槽的内侧表面。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括第二电极区，该第二电极区形成于所述第二导电型阱层上，并且形成于所述沟槽的两个外壁上；第三绝缘层，该第三绝缘层包括所述第一导电型漂移层的一个表面的所述沟槽的上部和在所述基底的长度方向与所述沟槽的上部相隔离的所述多晶硅层的上部，并且该第三绝缘层包括用于在所述第一绝缘层上形成所述第一电极的开口部分；以及第二电极，该第二电极包括在所述沟槽的上部侧的第三绝缘层并且形成于所述第一导电型漂移层的所述一个表面上。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括第一电极，该第一电极包括用于形成所述第三绝缘层的所述第一电极的开口部分，以及该第一电极形成于所述第三绝缘层的上部的任意区域上。

此外，所述功率半导体设备可以进一步包括第三电极，该第三电极形成于所述第二导电型半导体基底的下表面上。