The invention provides a superjunction power DMOS device, which comprises an active region, a transition region and a terminal region. The active region consists of several repetitive cells, each cell includes a first conductive type semiconductor light doped epitaxy layer, a second conductive type semiconductor column, a second conductive type semiconductor body region, and a first conductive type semiconductor source. The first conductive type semiconductor light-doped epitaxy layer in the terminal region includes the first conductive type semiconductor light-doped epitaxy layer in the terminal region, the second conductive type semiconductor column in the terminal region, and the transition region includes the first conductive type semiconductor light-doped epitaxy layer in the transition region, and the transition region includes the first conductive type semiconductor light-doped epitaxy layer in the transition region. The second conductive type semiconductor column in the region reduces the unbalanced carriers injected into the region during the forward conduction of the bulk diode, accelerates the minority carrier recombination in the region during the reverse recovery of the bulk diode, reduces the current density concentrated in the transition region, prevents the overheating burnout at the region, and improves the reliability of the device. The effect of sex.
【技术实现步骤摘要】
一种超结功率DMOS器件
本专利技术属于功率半导体器件领域技术,具体涉及到一种超结(super-junction)功率DMOS器件。
技术介绍
人类使用的电能75%以上是由功率半导体转换,功率DMOS器件是功率半导体的主力军,本专利技术研究的对象正是功率DMOS领域的后起之秀—超结器件。超结器件以第一导电类型和第二导电类型双导电结型耐压层替代常规单一导电类型的阻型耐压层,这是耐压层的一次质变。通过在耐压层引入等量异型电荷,使表面高场转向体内,使之成为“功率DMOS器件里程碑”。纵向超结功率DMOS凭借其较低的导通电阻在诸多领域都有很好的应用,但是在高频应用下,超结功率DMOS表现出了一些缺点。漂移区的柱状结构给超结功率DMOS的体二极管带来两个后果:一是结的面积大了许多,导致较大注入时IRM和Qrr升高;二是由于第一导电类型和第二导电类型结柱的快速耗尽带来了体二极管反向恢复过硬,易发生失效。研究表明,失效点往往集中于终端和元胞交界的过渡区,这是由于终端处没有电位导出,使得所有终端处的正向存储电荷都要汇入终端和元胞交界处,再通过电极引出,造成交界处的电流集中从而导致热击穿。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题,提出一种超结功率DMOS器件结构。通过在超结器件的终端区域引入深能级复合中心,降低此处的载流子寿命,以缓解体二极管反向恢复过程中过渡区的电流集中问题,提高器件可靠性。为实现上述专利技术目的,本专利技术技术方案如下:一种超结功率DMOS器件,从器件中心处向边缘方向依次具有有源区、过渡区和终端区,有源区、过渡区和终端区共用金属化漏极1以及位于金属化漏极1上方 ...
【技术保护点】
1.一种超结功率DMOS器件,其特征在于:从器件中心处向边缘方向依次具有有源区、过渡区和终端区,有源区、过渡区和终端区共用金属化漏极(1)以及位于金属化漏极(1)上方的第一导电类型半导体衬底(2);有源区由若干个相同的重复元胞构成,每个元胞包括:位于第一导电类型半导体衬底(2)之上的有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30),有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)中还具有有源区第二导电类型半导体柱(40),所述有源区第二导电类型半导体柱(40)与有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)满足电荷平衡,即有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)的杂质总量等于有源区第二导电类型半导体柱(40)的杂质总量;所述有源区第二导电类型半导体柱(40)的顶部具有第二导电类型半导体体区(50),第二导电类型半导体体区(50)的内部具有高掺杂的第一导电类型半导体源区(60)和高掺杂的第二导电类型半导体接触区(70),所述第一导电类型半导体源区(60)和第二导电类型半导体接触区(70)均与金属化源极(80)直接接触;有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)的上表面具有栅氧化层(90),栅 ...
【技术特征摘要】
1.一种超结功率DMOS器件,其特征在于:从器件中心处向边缘方向依次具有有源区、过渡区和终端区,有源区、过渡区和终端区共用金属化漏极(1)以及位于金属化漏极(1)上方的第一导电类型半导体衬底(2);有源区由若干个相同的重复元胞构成,每个元胞包括:位于第一导电类型半导体衬底(2)之上的有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30),有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)中还具有有源区第二导电类型半导体柱(40),所述有源区第二导电类型半导体柱(40)与有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)满足电荷平衡,即有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)的杂质总量等于有源区第二导电类型半导体柱(40)的杂质总量;所述有源区第二导电类型半导体柱(40)的顶部具有第二导电类型半导体体区(50),第二导电类型半导体体区(50)的内部具有高掺杂的第一导电类型半导体源区(60)和高掺杂的第二导电类型半导体接触区(70),所述第一导电类型半导体源区(60)和第二导电类型半导体接触区(70)均与金属化源极(80)直接接触;有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30)的上表面具有栅氧化层(90),栅氧化层(90)之上覆盖了多晶硅栅电极(100);所述栅氧化层(90)和多晶硅栅电极(100)完全覆盖位于第二导电类型半导体体区(50)之间的有源区第一导电类型半导体轻掺杂外延层(30),且部分覆盖第二导电类型半导体体区(50)和高掺杂的第一导电类型半导体源区(60);所述多晶硅栅电极(100)与金属化源极(80)之间通过厚氧化层隔离;终端区包括:位于第一导电类型半导体衬底(2)之上的终端区第一...
【专利技术属性】
技术研发人员:任敏,宋炳炎,何文静,李泽宏,高巍,张金平,张波,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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