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[發明專利]具有快速反向恢復特性的功率半導體器件及其制作方法在審

專利信息
申請號: 201910901877.0 申請日: 2019-09-24
公開(公告)號: CN110600552A 公開(公告)日: 2019-12-20
發明(設計)人: 朱袁正;周錦程 申請(專利權)人: 無錫新潔能股份有限公司
主分類號: H01L29/78 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/423;H01L29/06
代理公司: 32104 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 代理人: 曹祖良;陳麗麗
地址: 214131 江蘇省無錫市濱湖區高浪東路999號*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 第一導電類型 硅外延層 柵氧層 功率半導體器件 快速反向 虛柵 漏極金屬 場氧層 硅襯底 屏蔽柵 半導體技術領域 反向恢復電流 恢復 包圍 制作
【權利要求書】:

1.一種具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,包括:漏極金屬,所述漏極金屬上設置第一導電類型硅襯底,所述第一導電類型硅襯底上設置有第一導電類型硅外延層,所述第一導電類型硅外延層內設置溝槽,位于相鄰的所述溝槽之間的所述第一導電類型硅外延層的表面設置有第二導電類型體區,所述第二導電類型體區的表面設置有第一導電類型源區,所述溝槽與所述第一導電類型源區上均設置有絕緣介質層,所述絕緣介質層上設置有源極金屬,所述源極金屬通過通孔與第二導電類型體區以及第一導電類型源區接觸,其特征在于,所述溝槽內設置有場氧層、屏蔽柵、柵極和虛柵,所述屏蔽柵被所述場氧層包圍,所述柵極與所述虛柵位于所述溝槽的頂部,所述柵極與所述第一導電類型硅外延層之間設置有第一柵氧層,所述虛柵與所述第一導電類型硅外延層之間設置有第二柵氧層,所述第二柵氧層的厚度小于所述第一柵氧層的厚度,所述虛柵和所述屏蔽柵均連接源極電位,所述柵極連接柵極驅動電壓。

2.根據權利要求1所述的具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,其特征在于,所述柵極和所述虛柵分別位于所述屏蔽柵的兩側。

3.根據權利要求1所述的具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,其特征在于,所述柵極和所述虛柵均位于所述屏蔽柵的上方,且所述虛柵的側面與所述柵極之間通過絕緣介質隔離。

4.根據權利要求1所述的具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,其特征在于,所述柵極和所述虛柵均位于所述屏蔽柵的上方,且所述虛柵的側面以及底面與所述柵極之間均通過絕緣介質隔離。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,其特征在于,所述第二柵氧層的厚度范圍為20A至700A。

6.一種具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,包括:漏極金屬,所述漏極金屬上設置第一導電類型硅襯底,所述第一導電類型硅襯底上設置有第一導電類型硅外延層,所述第一導電類型硅外延層內設置溝槽,位于相鄰的所述溝槽之間的所述第一導電類型硅外延層的表面設置有第二導電類型體區,所述第二導電類型體區的表面設置有第一導電類型源區,所述溝槽與所述第一導電類型源區上均設置有絕緣介質層,所述絕緣介質層上設置有源極金屬,所述源極金屬通過通孔與第二導電類型體區以及第一導電類型源區接觸,其特征在于,所述溝槽內設置有場氧層、屏蔽柵和柵極,所述屏蔽柵被所述場氧層包圍,所述柵極位于所述溝槽的頂部,且位于所述屏蔽柵的兩側,與所述溝槽垂直的方向上設置有虛柵,所述虛柵呈平面狀,所述柵極與所述第一導電類型硅外延層之間設置有第一柵氧層,所述虛柵與第一導電類型硅外延層之間設置有第二柵氧層,位于所述虛柵兩端的所述第一導電類型硅外延層的表面設置有第二導電類型體區,所述虛柵的上方及兩側均設置有絕緣介質層,所述源極金屬通過所述絕緣介質層內的通孔與所述虛柵電連接,所述虛柵和所述屏蔽柵均連接源極電位,所述柵極連接柵極驅動電壓。

7.一種具有快速反向恢復特性的功率半導體器件,包括:漏極金屬,所述漏極金屬上設置有第一導電類型硅襯底,所述第一導電類型硅襯底上設置有第一導電類型硅外延層,所述第一導電類型硅外延層內設置有第一導電類型柱和第二導電類型柱,所述第二導電類型柱的頂部設置有第二導電類型體區,所述第二導電類型體區的表面設置有第一導電類型源區,所述第一導電類型硅外延層的表面設置有平面型的柵極多晶硅,其特征在于,所述柵極多晶硅中的一段設置為虛柵,所述柵極多晶硅中的另一段設置為柵極,所述柵極與所述第一導電類型硅外延層之間設置有第一類柵氧層,所述虛柵與所述第一導電類型硅外延層之間設置有第二類柵氧層,所述柵極多晶硅的表面覆蓋有絕緣介質層,所述絕緣介質層上設置源極金屬,所述源極金屬通過所述絕緣介質層上的通孔與第二導電類型體區以及第一導電類型源區電連接,所述虛柵連接源極電位,所述柵極連接柵極驅動電壓。

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