[发明专利]半导体功率器件

说明书

本发明属于半导体功率器件技术领域，具体公开了一种半导体功率器件，包括半导体衬底；在所述半导体衬底上形成的至少一个MOSFET单元，所述MOSFET单元包括位于所述半导体衬底底部的第一导电类型的漏区；位于所述半导体衬底中且位于所述漏区之上的至少一个第二导电类型的集电极区，所述集电极区与所述漏区连接形成pn结结构。本发明的一种半导体功率器件能够实现电子和空穴双载流子导电，提高半导体功率器件的输出电流密度。

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，特别是涉及一种具有电子和空穴双载流子导电的半导体功率器件。

背景技术

半导体功率器件有平面扩散型MOS晶体管和沟槽型MOS晶体管等类型。沟槽型MOS晶体管因为采用了垂直的电流沟道结构，其面积可以比平面扩散型MOS晶体管小很多，因此其电流密度可以得到很大的提高。现有技术的一种沟槽型MOS晶体管的剖面结构如图1所示，包括位于半导体衬底底部的漏区50，位于半导体衬底顶部的源区53和体区52，位于体区52和漏区50之间的漂移区51，体区52位于源区53和漂移区51之间，位于体区52内且介于源区53和漂移区51之间的电流沟道，以及控制所述电流沟道开启和关断的栅极结构，栅极结构位于凹陷在漂移区51内的栅极沟槽中，栅极结构包括栅介质层54和栅极55。现有技术的半导体功率器件在开启时是在源区53与漏区50之间形成电子(或空穴)载流子电流，这种单一载流子的输出电流密度难以再持续增加。随着半导体集成电路技术的不断发展，如何进一步提高半导体功率器件的输出电流密度，已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种半导体功率器件，以解决现有技术中如何进一步提高半导体功率器件的输出电流密度的技术问题。

为达到本发明的上述目的，本发明提供了一种半导体功率器件，包括：

半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的至少一个MOSFET单元，所述MOSFET单元包括位于所述半导体衬底底部的第一导电类型的漏区；

位于所述半导体衬底中且位于所述漏区之上的至少一个第二导电类型的集电极区，所述集电极区与所述漏区连接形成pn结结构。

可选的，所述集电极区环绕包围所述MOSFET单元，或者所述集电极区位于所述MOSFET单元的一侧或者两侧。

可选的，所述集电极区为位于所述漏区之上的多晶硅导电柱。

可选的，所述MOSFET单元还包括：

位于所述漏区之上的第一导电类型的漂移区；

位于所述半导体衬底顶部的第一导电类型的源区；

第二导电类型的体区，所述体区位于所述源区与所述漂移区之间；

位于所述体区内且介于所述源区和所述漂移区之间的电流沟道；

以及控制所述电流沟道开启和关断的栅极结构。

可选的，所述集电极区、所述漂移区、所述体区与所述源区之间形成p-n-p-n结构。

可选的，所述半导体衬底中设有栅极沟槽，所述栅极结构设于所述栅极沟槽中，所述栅极结构包括栅介质层和控制栅极。

可选的，所述栅极结构还包括绝缘介质层和屏蔽栅极。

可选的，所述控制栅极设于所述栅极沟槽的上部两侧，所述屏蔽栅极由所述绝缘介质层与所述控制栅极和所述漂移区隔离。

可选的，所述集电极区和所述MOSFET单元之间设有分压结构。

可选的，所述分压结构为场板或者为场限环或者为填充有多晶硅的沟槽结构。