[发明专利]一种功率半导体装置有效

专利信息
申请号: 202010658683.5 申请日: 2020-07-09
公开(公告)号: CN113921603B 公开(公告)日: 2023-04-25
发明(设计)人: 王波;刘鹏飞;夏远平;顾孜轶 申请(专利权)人: 华大半导体有限公司
主分类号: H01L29/739 分类号: H01L29/739;H01L29/423;H01L29/36;H01L29/06;H01L27/082
代理公司: 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 代理人: 罗泳文
地址: 201203 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 功率 半导体 装置
【权利要求书】:

1.一种功率半导体装置,其特征在于,所述功率半导体装置包括有源区、围绕所述有源区的终端区以及位于所述有源区及所述终端区之间的过渡区,所述有源区设置有第一半导体器件,所述过渡区设置有第二半导体器件;

所述第一半导体器件包括:

第一导电类型的基底,包括相对的第一主面及第二主面;

第二导电类型的阱区,设置于所述基底的第一主面;

槽部,设置于所述基底的第一主面,贯穿所述阱区至所述基底中,所述槽部包括间隔排布的至少3个槽部,第一槽部和第三槽部被配置成夹着第二槽部,各个所述槽部的内壁覆盖有绝缘层,所述绝缘层上填充有导电层;

第一导电类型的源极,设置于所述阱区内,且位于所述第一槽部的侧面;

第二导电类型的集电极,设置于所述基底的第二主面;

其中,所述源极及所述第二槽部内的导电层与发射极电连接,所述第一槽部内的导电层及所述第三槽部内的导电层与栅极电连接;

所述第二半导体器件包括:

第一导电类型的基底,包括相对的第一主面及第二主面;

第二导电类型的阱区,设置于所述基底的第一主面;

槽部,设置于所述基底的第一主面,贯穿所述阱区至所述基底中,所述槽部包括间隔排布的至少3个槽部,第一槽部和第三槽部被配置成夹着第二槽部,各个所述槽部的内壁覆盖有绝缘层,所述绝缘层上填充有导电层;

第一导电类型的源极,设置于所述阱区内,且位于所述第一槽部的侧面;

第二导电类型的集电极,设置于所述基底的第二主面;

其中,所述源极、所述第二槽部内的导电层及所述第二槽部与所述第三槽部之间的阱区与发射极电连接,所述第一槽部内的导电层及所述第三槽部内的导电层与栅极电连接。

2.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述功率半导体装置还包括第一导电类型的场截止层,设置于所述基底的第二主面,且位于所述集电极与所述基底之间。

3.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:仅在所述第一槽部的两侧设置所述第一导电类型的源极,所述第二槽部与所述第三槽部之间不设置所述第一导电类型的源极。

4.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第一半导体器件的所述基底表面覆盖有隔离层,所述隔离层及所述基底中具有贯穿所述源极并延伸至所述阱区的接触孔,所述隔离层表面及所述接触孔中形成有金属层,所述源极通过所述金属层与发射极电连接。

5.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第二半导体器件的所述基底表面覆盖有隔离层,所述隔离层及所述基底中具有贯穿所述源极并延伸至所述阱区的第一接触孔、及位于所述第二槽部与所述第三槽部之间并贯穿至所述阱区的第二接触孔,所述隔离层表面、所述第一接触孔及所述第二接触孔中形成有金属层,所述源极及位于所述第二槽部与所述第三槽部之间的所述阱区通过所述金属层与发射极电连接。

6.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第一半导体器的第一槽部内的导电层与栅极连接,用于实现器件的导通和开关功能;所述第一半导体器的第三槽部内导电层与栅极连接,用于调整栅极-发射极电容和栅极-集电极电容,从而提高器件的开关速度;所述第一半导体器件的所述第二槽部与所述第三槽部之间的阱区与发射极隔离,用于在所述功率半导体装置导通时,提高所述功率半导体装置正面存储的空穴浓度,降低导通损耗。

7.根据权利要求1或6所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第二半导体器件的所述第二槽部与所述第三槽部之间的阱区与发射极电连接,用于在所述功率半导体装置关断时,提供所述功率半导体装置的空穴释放通道,降低关断损耗,提高所述功率半导体装置的抗闩锁能力。

8.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第一导电类型为N型导电类型,所述第二导电类型为P型导电类型。

9.根据权利要求1所述的功率半导体装置,其特征在于:所述第一导电类型为P型导电类型,所述第二导电类型为N型导电类型。

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