半导体功率器件及其制备方法技术

技术编号:41538127 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-03 23:17
本发明专利技术提供一种半导体功率器件及其制备方法,半导体功率器件包括:位于漂移层中保护单元,包括:第一外延保护层,包围栅极结构的侧壁和底面;以及第二掺杂保护层,位于第一外延保护层朝向半导体衬底层的一侧且与第一外延保护层接触,第二掺杂保护层的导电类型和第一外延保护层的导电类型相反,第二掺杂保护层和第一外延保护层构成PN结;沟道区,位于栅极结构的侧壁的第一外延保护层中。改善半导体功率器件在反向阻断状态下栅极结构的底部区域电场集中以及对沟道区的掺杂浓度和长度进行单独调控,正向导通时,沟槽侧壁的第一外延保护层能起到电流扩展的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,具体涉及一种半导体功率器件及其制备方法


技术介绍

1、功率半导体器件是电力电子装置中电能转换与电路控制的核心元器件,随着近年来新能源汽车、光伏、轨道交通、智能电网等产业的发展,市场对功率器件的需求迅速升温。第三代半导体sic材料在禁带宽度、导热性能、临界击穿场强、电子饱和漂移速度上的优势明显,符合未来电力电子系统小型轻量化、高效一体化、安全可靠化的发展趋势。

2、随着平面型sic mosfet技术的不断迭代,其元胞尺寸的缩减能力逐渐趋近极限,相较而言,沟槽型sic mosfet从结构上更小的元胞尺寸、更高的沟道密度等天然优势,注定是下一代sic功率器件的发展趋势。对于沟槽型sic mosfet而言,反向阻断状态下,其底部栅氧的电场集中是制约其性能及可靠性的关键问题。其次,沟道区作为阱区的一部分,难以对沟道区的掺杂浓度和长度进行单独调控。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题在于如何改善半导体功率器件在反向阻断状态下栅极结构的底部区域电场集中以及如何对沟道区的掺杂浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体功率器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二掺杂保护层的掺杂浓度大于所述第一外延保护层的掺杂浓度。

3.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述沟道区背离所述半导体衬底层的一侧表面与所述漂移层背离所述半导体衬底层的一侧表面间隔,所述沟道区朝向所述半导体衬底层的一侧表面与所述栅极结构朝向所述半导体衬底层的一侧表面间隔。

4.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二掺杂保护层沿栅极结构的宽度方向的尺寸小于、等于或大于所述栅极结构的底面的宽度。

5.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种半导体功率器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二掺杂保护层的掺杂浓度大于所述第一外延保护层的掺杂浓度。

3.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述沟道区背离所述半导体衬底层的一侧表面与所述漂移层背离所述半导体衬底层的一侧表面间隔,所述沟道区朝向所述半导体衬底层的一侧表面与所述栅极结构朝向所述半导体衬底层的一侧表面间隔。

4.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二掺杂保护层沿栅极结构的宽度方向的尺寸小于、等于或大于所述栅极结构的底面的宽度。

5.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,还包括:第一源区,分别位于所述栅极结构在宽度方向两侧的所述漂移层中,所述第一源区的导电类型和所述漂移层的导电类型相反;第二源区,位于所述第一源区的部分区域中,所述第二源区的导电类型和所述第一源区的导电类型相反;

6.根据权利要求5所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二源区与所述第一外延保护层横向背离所述栅极结构的一侧的侧壁接触;或者,所述第二源区还延伸至所述沟道区背离所述半导体衬底层一侧的所述第一外延保护层中。

7.根据权利要求5所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第一源区朝向所述半导体衬底层一侧的表面相对于所述第二掺杂保护层背离所述半导体衬底层一侧的表面远离所述半导体衬底层;

8.根据权利要求5所述的半导体功率器件,其特征在于,还包括:电流扩展层,位于所述第一源区朝向所述半导体衬底层一侧的所述漂移层中且位于所述栅极结构的侧部,所述电流扩展层分别与所述第一源区和所述栅极结构侧壁的所述第一外延保护层接触,所述电流扩展层的导电类型和第一源区的导电类型相反,所述电流扩展层的掺杂浓度大于漂移层的掺杂浓度;

9.根据权利要求1至8任意一项所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第二掺杂保护层包括间隔设置的第一子掺杂区和第二子掺杂区,所述第一子掺杂区包围所述栅极结构的部分底面和所述栅极结构沿宽度方向的一侧的部分侧壁,所述第二子掺杂区包围所述栅极结构的部分底面和所述栅极结构沿...

【专利技术属性】
技术研发人员:翟海龙史文华温家平
申请(专利权)人:清纯半导体宁波有限公司
类型:发明
国别省市:

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