一种降低导通电阻的功率半导体器件结构及其制备方法技术

一种降低导通电阻的功率半导体器件结构及制备方法，包括N‑漂移区，位于N‑漂移区上面的Pbody、N+源区、P+接触区，沟槽栅自Pbody区垂直深入至N‑漂移区，在N‑漂移区背面形成有P+集电区；在所述Pbody区与N‑漂移区接触面间引入有一层N型薄层空穴势垒层；所述N型薄层空穴势垒层的掺杂浓度高于N‑漂移区的掺杂浓度且低于Pbody区掺杂浓度。本发明专利技术通过N型薄层空穴势垒层的引入可以阻止集电极P+区内的空穴进入Pbody区，因而大量的空穴储存在N‑漂移区内，增大了漂移区的非平衡载流子浓度，导致器件正向导通时N‑漂移区电阻Rdrift降低，从而降低器件导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种降低导通电阻的功率半导体器件结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及沟槽型功率半导体器件中降低导通电阻的结构及制备方法。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种通过栅极电压控制的功率开关器件。其具有输入电容大、输入阻抗大、驱动电流小、开关损耗低、工作频率高、控制电路简单等特性，目前已成为电力电子领域的主流器件，广泛应用于能源、交通、工业、医学、家用电器及航空航天等领域。通常，IGBT可以分为平面型和沟槽型(Trench-GateIGBT，即TG-IGBT)两种结构。IGBT器件正向导通时，电子经过横向沟道进入N-漂移区，同时P型集电区向漂移区注入大量空穴。因此，漂移区储存大量非平衡载流子，大大降低漂移区电阻，从而降低总导通电阻。与平面结构相比，由于TG-IGBT结构的沟道及电流路径均为纵向，不仅可以增大沟道接触面积，降低沟道电阻，从而降低器件的总导通电阻，同时TG-IGBT结构中消除了JFET区，进一步减小了总导通电阻。此外，击穿电压和导通电阻的折中设计一直是高压功率器件设计的重点与难点，一般是通过增加漂移区厚度和降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低导通电阻的功率半导体器件结构，包括N-漂移区，位于N-漂移区上面的Pbody、N+源区、P+接触区，沟槽栅自Pbody区垂直深入至N-漂移区，在N-漂移区背面形成有P+集电区；其特征在于在所述Pbody区与N-漂移区接触面间引入有一层N型薄层空穴势垒层；所述N型薄层空穴势垒层的掺杂浓度高于N-漂移区的掺杂浓度且低于Pbody区掺杂浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低导通电阻的功率半导体器件结构，包括N-漂移区，位于N-漂移区上面的Pbody、N+源区、P+接触区，沟槽栅自Pbody区垂直深入至N-漂移区，在N-漂移区背面形成有P+集电区；其特征在于在所述Pbody区与N-漂移区接触面间引入有一层N型薄层空穴势垒层；所述N型薄层空穴势垒层的掺杂浓度高于N-漂移区的掺杂浓度且低于Pbody区掺杂浓度。


2.根据权利要求1所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于所述N型薄层空穴势垒层厚度范围为0.2-0.5um，掺杂浓度范围为5x1014-5x1016cm-3。


3.根据权利要求1所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于在所述沟槽栅栅氧底部的N-漂移区中通过注入形成N+浮岛区。


4.根据权利要求3所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于所述N+浮岛区厚度范围1.2um～2um，掺杂浓度范围为1015～1017cm-3。


5.根据权利要求1所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于所述P+接触区深入至Pbody区底部，并与所述Pbody区底部平齐。


6.根据权利要求5所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于所述P+接触区厚度0.5-25um，浓度范围为1016-1018cm-3。


7.根据权利要求1所述的降低导通电阻的功率半导体器件结构，其特征在于所述Pbody区深度为4-20um，浓度范围为2x1015-2x1017cm-3；N-漂移区的厚度范围为6.5-200um，浓度范围为1x1014-1x1016cm-3；N+源区的深度为0.5-5um，浓度范围为1x1018-1x1020cm-3；所述P+集电区厚度范围为1-3um，浓度范围为1x1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钊君，田鸿昌，何晓宁，陈晓炜，弓小武，
申请(专利权)人：陕西半导体先导技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61