[实用新型]沟槽功率半导体器件

说明书

本实用新型涉及一种沟槽功率半导体器件，在漏极金属上设有第一导电类型衬底、第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层上设有第二导电类型体区与第二导电类型阱区，在第二导电类型体区内开设有第一类沟槽，在第二导电类型阱区内开设有第二类沟槽，所述第二类沟槽围绕所述第一类沟槽设置，所述第二导电类型体区的第二导电类型杂质的浓度峰值大于第二导电类型阱区的第二导电类型杂质的浓度峰值，本实用新型能够提高功率半导体器件的终端耐压，提高功率半导体器件的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种功率半导体结构，具体地说是一种普通沟槽功率半导体结构。

背景技术

如图13所示，为传统沟槽功率MOSFET结构的示意图，传统结构包括元胞区001和终端保护区002，元胞区001位于器件的中心区，终端保护区002环绕元胞区001设置，元胞区001和终端保护区002的第一导电类型外延层3的表面都设置了第二导电类型体区7。图13显示了器件承受击穿电压时的击穿位置，所示击穿点位于最靠近元胞区001的第二类沟槽14的靠近元胞区001的一侧，该击穿点极其靠近第二类栅氧化层16，并且由于第二导电类型体区7的杂质浓度高，该位置峰值电场极高，这种情况容易导致栅氧层的损伤，导致器件耐压下降，可靠性降低。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够提高终端耐压、提高可靠性的沟槽功率半导体器件。

按照本实用新型提供的技术方案，所述沟槽功率半导体器件，包括漏极金属、半导体基板与第一类沟槽、第一类导电多晶硅、第一类栅氧化层、第二导电类型体区、第一导电类型源区、第二类绝缘介质层、第一类绝缘介质层、第二导电类型阱区、源极金属、金属场板、第二类沟槽、第二类导电多晶硅与第二类栅氧化层；

所述半导体基板设置在漏极金属的上面，半导体基板被划分为元胞区和终端保护区，元胞区位于半导体基板的中心区，终端保护区位于元胞区的外圈且环绕元胞区；所述半导体基板包括第一导电类型衬底和位于第一导电类型衬底上的第一导电类型外延层；

在第一导电类型外延层上设有第二导电类型体区与第二导电类型阱区，第二导电类型体区完全覆盖位于元胞区内的第一导电类型外延层，第二导电类型阱区完全或者部分覆盖位于终端保护区内的第一导电类型外延层，在第二导电类型体区内设有第一导电类型源区，在第二导电类型阱区上设有第一类绝缘介质层；

在第一导电类型源区的上表面向下开设有第一类沟槽，第一类沟槽向下穿透第一导电类型源区与第二导电类型体区并最终伸入第一导电类型外延层内，在第一类沟槽侧壁和底壁均形成有第一类栅氧化层，在第一类栅氧化层内设有第一类导电多晶硅；

在第二导电类型阱区的上表面向下开设有第二类沟槽，第二类沟槽向下穿透第二导电类型阱区并最终伸入第一导电类型外延层内，在第二类沟槽侧壁和底壁均设有第二类栅氧化层，在第二类栅氧化层内设有第二类导电多晶硅；

在第一导电类型源区与第一类绝缘介质层上设有第二类绝缘介质层，在第二类绝缘介质层上呈间隔设有源极金属与金属场板，源极金属不仅完全覆盖位于元胞区内的第二类绝缘介质层而且部分延伸到终端保护区内并覆盖靠近元胞区的第二类绝缘介质层，源极金属通过通孔与第一导电类型源区及第二导电类型体区欧姆接触，金属场板完全位于终端保护区内，且金属场板至少覆盖一根第二类沟槽，金属场板连接源极电位或栅极电位。

作为优选，所述第二导电类型体区不仅完全覆盖位于元胞区内的第一导电类型外延层而且第二导电类型体区部分延伸到终端保护区内并覆盖靠近元胞区的第一导电类型外延层，在位于元胞区内的第二导电类型体区上设有第一导电类型源区，所述第二导电类型阱区覆盖第二导电类型体区外侧的第一导电类型外延层，第一类绝缘介质层不仅完全覆盖第二导电类型阱区而且覆盖位于终端保护区内的第二导电类型体区的边缘部分，在第一导电类型源区、位于终端保护区内的第二导电类型体区的非边缘部分与第一类绝缘介质层上设有第二类绝缘介质层，源极金属通过第二类绝缘介质层内的通孔与延伸至终端保护区内的第二导电类型体区欧姆接触。