[實用新型]具有增強型硅柱的功率器件

有效

• 申請號: 201520960057.6
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN205122590U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 步建康;徐朝軍;李士垚
• 申請（專利權）人: 河北昂揚微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 張紅衛;劉謨培

技術領域

本實用新型屬于電子功率器件領域，涉及一種具有增強型硅柱的功率器件。

背景技術

由于功率器件在電路控制中起著重要的作用，因此隨著電子行業的不斷發展，對功率器件要求也越來越高。而功率器件在電路中最理想的狀態為：功率器件作為電子開關器件，導通時通態電阻Ron=0，即功率器件本身不消耗能量，能量全部傳遞給用電系統，而在功率器件關斷時，斷態阻抗Roff=無窮大，擊穿電壓BV無窮大，保證功率器件不被高電壓擊穿而損壞。

但是實際使用中，功率器件大都是基于硅技術的功率器件，所述擊穿電壓BV和通態阻抗Ron之間存在一定的矛盾——擊穿電壓BV越高同時通態阻抗Ron也越高，例如，“SuperjunctionFETSBoostEfficiencyinPWMs”的文件中就詳細描述了擊穿電壓BV與通態阻抗Ron之間的關系：現有技術中功率器件的通態阻抗Ron≈8.3×10^-9BV^2.5Ωcm²，這意味著，基于硅技術的功率器件傳統設計如果BV提高2倍，Ron增加2^2.5倍，通過同等電流功率器件自身功耗增加2^2.5倍，不僅令整體電路的功耗大，同時令功率器件自身的溫度升高，長期使用降低功率器件的可靠性，嚴重的導致功率器件燒毀。因此如何在提高擊穿電壓BV的同時而令通態阻抗Ron不至于增加的過高是目前研究的重點。

為了實現上述目的，名稱為“ManufacturingaSuperjunctionSemiconductorDevice（一個超級結半導體器件的生產）”的美國專利就提供功率一種方法，能夠在提高擊穿電壓BV的同時，令通態阻抗Ron與BV^1.5成正比，而不是與BV^2.5成正比，即提高擊穿電壓BV的同時令通態阻Ron的增加量降低，但是這種方法生產工藝復雜、可靠性低，比如設計600V器件，需要設計50—60微米深的溝槽，此時硅柱為1-3微米薄，而硅柱的設計如圖1所示，為長方體結構，其中長方體的寬度W為每根多晶硅柱1寬度，而長方體的長度L為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的長度，長方體的高度H為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的深度，這樣導致硅柱極容易斷裂，令工廠的大規模生產困難，產品的質量低。且擊穿電壓設計的越高，所需要的溝槽深度越深，進而導致硅柱的設計越薄，功率器件出現故障的幾率也越高，而目前的設計無法提供600V擊穿電壓以上的解決方案。

實用新型內容

為解決現有技術中存在的以上不足，本實用新型提供了一種具有增強型硅柱的功率器件，即能夠在現有技術中的基礎上增加功率器件內硅柱的強度，保證功率器件的穩定性。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種具有增強型硅柱的功率器件，它包括多晶硅柱，六個多晶硅柱依次相連構成截面為六邊形的元胞，所有元胞相連構成蜂巢狀結構。

作為對本實用新型的限定：每個元胞均與其相鄰的元胞共用同一多晶硅柱。

由于采用了上述技術方案，本實用新型與現有技術相比，所取得的技術進步在于：

本實用新型的多晶硅柱之間以蜂巢形式相連接，共同構成蜂巢狀結構，避免多晶硅柱出現過長、過薄的區域，每個元胞相互支撐，增加了多晶硅柱的強度，同時蜂巢狀的結構設計最有效地利用了功率器件芯片的面積。

綜上所述，本實用新型的功率器件性能穩定，且提高了功率器件芯片的有效利用面積。

本實用新型適用于任意功率器件的芯片。

附圖說明

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作更進一步詳細說明。

圖1為現有技術中多晶硅柱的結構示意圖；

圖2為在本實用新型實施例中元胞2的結構示意圖；

圖3為在本實用新型實施例的結構示意圖。

圖中：1—多晶硅柱，2—元胞。

具體實施方式

實施例具有增強型硅柱的功率器件