[发明专利]一种功率半导体装置

说明书

本发明提供一种功率半导体装置，包括有源区、围绕有源区的终端区以及位于有源区及终端区之间的过渡区，有源区设置有第一半导体器件，过渡区设置有第二半导体器件，其中，第一半导体器件的源极及第二槽部内的导电层与发射极电连接，第一槽部内的导电层及第三槽部内的导电层与栅极电连接，第二半导体器件的源极、第二槽部内的导电层及第二槽部与第三槽部之间的阱区与发射极电连接，第一槽部内的导电层及第三槽部内的导电层与栅极电连接。本发明在器件导通时能够有效提高器件正面存储的空穴浓度，降低导通压降及导通损耗，在器件关断时能够快速释放空穴，降低关断损耗，提高器件的抗闩锁能力，提升器件可靠性。

技术领域

本发明属于半导体设计及制造领域，特别是涉及一种功率半导体装置。

背景技术

功率器件作为弱电控制强电的关键开关器件，广泛应用于工业，家电，电力机车，电动汽车等领域。功率器件的发展方向一直是在保证器件正常开关的情况下，降低自身的功率损耗，这就要求器件的导通压降低，开关损耗小。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，电流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，电流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。因此其应用也越来越广泛，是一种重要的功率半导体器件。

如图1显示为一种IGBT器件的结构示意图，如图1所示，IGBT的工作原理为：集电极(Collector)106加正压，栅极(Gate)加正压，在沟槽栅(Trench)103与P型阱区(Pbody)102接触的侧壁形成沟道，电子电流从发射极(Emitter)出发，通过金属层104与N+型源区105，然后穿过沟道，到达n-型漂移区101，接着，一部分电子在这里与集电极(Collector)106注入的空穴复合，另一部分电子到达集电极(Collector)106形成电流，此时器件实现了导通。当栅极(Gate)加负压，沟槽栅(Trench)103侧壁沟道关闭，电流没有通路，此时器件实现了关断。

现有的IGBT器件功率损耗较高，并且容易发生闩锁效应，因此，IGBT器件的功耗及可靠性均有待改善。

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功率半导体装置，用于解决现有技术中功率半导体装置的功率损耗较高，并且容易发生闩锁效应的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率半导体装置，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。