[發(fā)明專利]低損耗半導體功率器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710502152.5
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107256865B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 曹峰
• 申請（專利權）人: 蘇州美天網(wǎng)絡科技有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 韓飛

本發(fā)明的公開了一種低損耗半導體功率器件包括：第一導電型的襯底，其底端配置有MOS晶體管的漏極，所述襯底上端配置有第一導電型的外延層；第二導電型的溝道、第二導電型的體區(qū)，其中，所述體區(qū)至少覆蓋在兩個相鄰所述溝道的上端形成相鄰體區(qū)，所述體區(qū)內(nèi)配置有第一導電型的源極，所述相鄰體區(qū)之間的上端配置有柵極；其中，所述溝道中至少存在兩個未被所述體區(qū)覆蓋的第一獨立溝道和第二獨立溝道，所述第一獨立溝道上部配置有第一PN結，所述外延層上端絕緣配置有第一電阻，所述第一PN結的陽極與所述柵極連接，所述第一PN結的陰極通過所述第一電阻與所述源極共接。本發(fā)明解決了功率器件開關損耗過的技術問題。

技術領域

本發(fā)明屬于半導體技術領域，特別是涉及一種低損耗半導體功率器件。

背景技術

功率器件包括功率IC和功率分立器件，功率分立器件則主要包括功率MOSFET、大功率晶體管和IGBT等半導體器件，功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè)，所應用的產(chǎn)品包括計算機領域的筆記本、PC、服務器、顯示器以及各種外設；網(wǎng)絡通信領域的手機、電話以及其它各種終端和局端設備；消費電子領域的傳統(tǒng)黑白家電和各種數(shù)碼產(chǎn)品；工業(yè)控制類中的工業(yè)PC、各類儀器儀表和各類控制設備等。除了保證這些設備的正常運行以外，功率器件還能起到有效的節(jié)能作用。由于電子產(chǎn)品的需求以及能效要求的不斷提高，中國功率器件市場一直保持較快的發(fā)展速度。

功率半導體器件是電力電子電路的重要組成部分，一個理想的功率半導體器件應該具有好的靜態(tài)和動態(tài)特性，在截止狀態(tài)時能承受高電壓且漏電流要小，在導通狀態(tài)時，能流過大電流和很低的管壓降，在開關轉(zhuǎn)換時，具有短的開、關時間；通態(tài)損耗、斷態(tài)損耗和開關損耗均要小。同時能承受高的di/dt和du/dt以及具有全控功能。

現(xiàn)有的功率器件具有極快的開關特性，實現(xiàn)更高的功率轉(zhuǎn)換效率，但在功率器件斷開和閉合過程中，柵極易產(chǎn)生震蕩，為了抑制這種震蕩，通常在功率器件中串入電阻來減小震蕩，但這導致整個功率器件的損耗增大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術問題，本發(fā)明中提出了一種低損耗半導體功率器件，在柵極設置有分流電路，當柵電壓震蕩過大時，電壓通過分流電路導流，避免柵電壓震蕩，同時降低了功率器件的損耗。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種低損耗半導體功率器件，包括：

第一導電型的襯底，其底端配置有MOS功率器件的漏極，所述襯底上端配置有第一導電型的外延層，所述第一導電型為N型，所述第二導電型為P型，所述第一區(qū)為所述第一PN結的陽極，所述第二區(qū)為所述第一PN結的陰極，所述第三區(qū)為所述第二PN結的陽極，所述第四區(qū)為所述第二PN結的陰極；

第二導電型的溝道，其間隔配置在所述外延層中，所述第一導電型為P型，所述第二導電型為N型，所述第二區(qū)為所述第一PN結的陽極，所述第一區(qū)為所述第一PN結的陰極，所述第四區(qū)為所述第二PN結的陽極，所述第三區(qū)為所述第二PN結的陰極；

第二導電型的體區(qū)，其配置在所述溝道和外延層上部，其中，所述體區(qū)至少覆蓋在兩個相鄰所述溝道的上端形成相鄰體區(qū)，所述體區(qū)內(nèi)配置有第一導電型的源極，所述相鄰體區(qū)之間的上端配置有柵極；

其中，所述溝道中至少存在兩個未被所述體區(qū)覆蓋的第一獨立溝道和第二獨立溝道，所述第一獨立溝道上部配置有第一PN結，所述外延層上端絕緣配置有第一電阻，所述第一PN結的陽極與所述柵極連接，所述第一PN結的陰極通過所述第一電阻與所述源極共接，所述第一PN結至少為2個，每一個第一PN結獨立配置在一個所述第一獨立溝道中，每一個第一PN結的陽極與陽極并聯(lián)、陰極與陰極并聯(lián)。

優(yōu)選的，所述外延層上端還絕緣配置有第二電阻，其與所述柵極導電連接。

優(yōu)選的，所述第二獨立溝道上部配置有第二PN結，所述第二電阻通過所述第二PN結與所述柵極導電連接，所述第二電阻與所述第二PN結的陽極連接，所述第二PN結的陰極與所述柵極連接。