用于功率半导体器件的改进的锯齿电场漂移区域结构制造技术

本发明专利技术公开了一种形成在半导体衬底上的半导体功率器件。该半导体功率器件进一步包含在半导体衬底的漂移区域上的若干排传导形式相互交替的水平柱薄层，其每一个薄层的厚度确保当半导体功率器件导通时候可以击穿该薄层。在一个特定的实施方式中，该薄层的厚度满足电荷平衡公式：q*ND*WN=q*NA*WP和击穿条件WN<2*WD*[NA/(NA+ND)]，其中ND和WN代表N型层160的掺杂浓度和厚度，而NA和WP代表P型层的掺杂浓度和厚度；WD代表耗尽宽度；q代表电子电荷，可以相互抵消。该器件在击穿电压下达到接近理想矩形电场分布和类似锯齿的边缘(ridges)。在另外一个特定实施例中，半导体功率器件还包括一个金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）。在另外一个特定实施例中，该半导体功率器件还包括一个功率二极管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体功率器件。尤其涉及应用在功率半导体器件中制造可以获得据齿形电场分布的改进的漂移区域的新结构和新方法，例如绝缘栅极双极晶体管(IGBT)，功率M0SFET，发射极开关类晶闸管和功率ニ极管。
技术介绍
由于正向阻断电压和导通压降之间的权衡取舍，配置和制造垂直功率器件的传统技术在进一步改进性能上面临着诸多困难和限制。该性能还进ー步受到转换速度和器件的导通状态正向压降之间的权衡取舍的限制，该导通状态正向压降在正向传导的过程中受电导率调制。形成在半导体功率器件的外延层上的漂移区域需要減少掺杂浓度来阻却高电压。然而，低掺杂区域的存在导致了高电阻、正向传导減少、功效降低和发热性的増加。双极器件如IGBT和发射极开关类晶闸管通过在传导过程中的低掺杂漂移区域的高级别少数载流子注入来改进导通压降。然而，该种情况的弊端是转换性能的降低。改进垂直功率器件的ー个主要方面是改进漂移区域的电场分布。典型的垂直功率器件在正向阻却模式中是具有三角形电场分布还是具有梯形的电场分布，是分别取决于其是否具有非击穿设计或者击穿(punch through)设计。然而,这些电场分布需要比必要的漂流区域厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成在半导体衬底上的半导体功率器件，包含：位于半导体衬底的漂移区域上的若干排相互交替的P？型和N？型掺杂层薄层，该半导体功率器件为垂直功率器件，在半导体功率器件的横截面图中，所述的相互交替的P？型和N？型掺杂层薄层相对于衬底平行形成，所述的每一个薄层的掺杂浓度和厚度能够确保在传导模式下所述的交替掺杂层薄层的电荷平衡和击穿；所述的漂移区域具有P？传导形式，且所述的N？型掺杂层薄层的厚度是WN，且WN<2*WD*[NA/(NA+ND)]，WD代表交替排列的P？型和N？型掺杂层薄层的PN结的耗尽宽度，ND代表所述的N？型掺杂层薄层的掺杂浓度，NA代表所述的P？型掺杂层薄层的掺杂浓度；半导体功率器...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马督儿·博德，
申请(专利权)人：万国半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：