一种功率半导体器件及其制备方法技术

一种功率半导体器件及其制备方法，本发明专利技术属于功率半导体器件领域，本发明专利技术通过引入了对漂移区内电子抽取的穿通型三极管结构降低正面空穴的注入效率，将发射极空穴电流转化为电子漂移电流，不会使导通压降显著增大；另外通过改变正面沟槽的密度和形貌，实现对穿通型面积和位置的调整，进而改变对电子抽取、正面空穴注入效率，增加了器件设计灵活性和设计维度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于功率半导体器件领域，涉及绝缘栅双极型晶体管（IGBT），特别是逆导型绝缘栅双极型晶体管（RC
‑
IGBT）器件以及其制备方法。

技术介绍

[0002]逆导型绝缘栅双极型晶体管（RC
‑
IGBT）器件，由于在同一个元胞中集成了绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和续流二极管（FWD），相比于分立IGBT和FWD通过键合线封装集成为单个器件来说，能带来器件的功率密度提升、寄生电感降低和芯片面积利用率增加等优势，在功率模块中得到更多的应用。RC
‑
IGBT凭借上述高集成度的优势，已在软开关电路特别是感应加热应用中普及，但由于受到开关频率和开关损耗等限制，使其无法进一步在硬开关应用领域大规模推广。其中FWD反向恢复损耗过大是RC
‑
IGBT亟待解决的功耗问题之一。
[0003]RC
‑
IGBT元胞从背面结构上，可以将重掺杂P
+
集电区部分视为IGBT元胞，将重掺杂N<br/>+
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，所述的器件包括有位于底部的集电极，位于集电极之上的交错排布的重掺杂第一导电类型阴极区和重掺杂第二导电类型集电区，位于重掺杂第一导电类型阴极区和重掺杂集电区上的第一导电类型缓冲层，位于所述的第一导电类型缓冲层上的第一导电类型漂移区，以及位于器件顶部的发射极电极，所述的发射极电极和第一导电类型漂移区相隔；其特征在于，所述的第一导电类型漂移区上方设有一个以上的正面结构单元，每个所述的正面结构单元包括有：沟槽栅结构、与沟槽栅结构毗邻的第二导电类型基区、位于第二导电类型基区一侧隔断沟槽辅助栅结构和第二导电类型基区的轻掺杂第二导电类型基区、沟槽辅助栅结构和位于沟槽辅助栅结构底部的浮空FP区，所述的沟槽栅结构包括有第一栅介质层和第一栅电极；所述的浮空FP区与第二导电类型基区、轻掺杂第二导电类型基区隔断；所述第二导电类型基区上表面设有第一重掺杂第一导电类型发射区和重掺杂第二导电类型发射区，所述的轻掺杂第二导电类型基区上表面设有第二重掺杂第一导电类型发射区，所述的第一重掺杂第一导电类型发射区和第二重掺杂第一导电类型发射区分隔；所述沟槽栅结构上表面设有隔离第一栅介质层和发射极电极的绝缘介质层；所述沟槽辅助栅结构内设有第二栅电极，所述的第二栅电极、重掺杂第一导电类型发射区和重掺杂第二导电类型发射区通过发射极电极互连，所述发射极电极将所有的正面结构单元互连。2.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述重掺杂第一导电类型发射区掺杂浓度大于1e18cm
‑3，且与发射极电极形成欧姆接触，通过调整所述轻掺杂第二导电类型基区结深和掺杂浓度，以改变三极管的穿通电压在0.3
‑
1V。3.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述的沟槽辅助栅结构包括第二栅电极和第二栅介质层，所述的浮空FP区通过第二栅介质层和第二栅电极隔离，所述的第二栅介质层和与轻掺杂第二导电类型基区通过第二栅介质层隔离。4.如权利要求3所述的功率半导体器件，其特征在于，所述的第二栅介质层材料为氧化硅、氧化铝、氮化硅和/或重掺杂多晶硅。5.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述的沟槽辅助栅结构包括有第二栅介...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，冯浩，单建安，
申请(专利权)人：安建科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：