[實用新型]一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備

有效

• 申請號: 201821859361.1
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN208848895U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 曾丹;史波;肖婷;何昌
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/00;H01L29/06;H01L29/739;H01L21/48;H01L21/331
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本實用新型提供了一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備，該元胞結構基材，設置在所述基材上的多個單排排列的溝槽，其中，至少部分所述溝槽內設置有橫向加強側壁；且所述溝槽的側壁上設置有用于將被所述橫向加強側壁封堵的溝槽與其他溝槽導電連通的缺口。通過在形成的溝槽中部分增加橫向加強側壁來增強整個元胞結構的整體強度，并且通過設置的缺口使得溝槽導電連通，從而可以在開設比較密集的溝槽，提高功率半導體器件的性能。

技術領域

本實用新型涉及到電子技術領域，尤其涉及到一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備。

背景技術

功率半導體器件，廣泛應用于各種功率控制電路、驅動電路等電路中。尤其是在各種變頻電機、光伏逆變及智能電網、新能源汽車、電力機車牽引驅動等領域有著不可替代的作用。

功率半導體技術經過數十年時間的發展，IGBT和MOSFET逐步成為當今電力電子領域的主流器件。尤其在高電壓、大電流等大功率應用場景中，IGBT幾乎占據了絕對的主導地位。廣泛應用于各種功率控制電路、驅動電路等電路中。尤其是在各種變頻電機、光伏逆變及智能電網、新能源汽車、電力機車牽引驅動等領域有著不可替代的作用。

當前最先進的IGBT技術莫過于溝槽型場終止IGBT技術(Trench FS-IGBT)，采用此種技術生產的IGBT器件通常都需要嚴格控制整個芯片的厚度，一般的，650V電壓的FS-IGBT，厚度在60～80um左右。

功率半導體器件一般通過半導體制程技術制作在硅晶圓上，然后再進行劃片切割，打線封裝等步驟，最終形成封裝完成的成品器件。與其他的功率半導體器件相比，IGBT器件的厚度非常的薄，以至于一片IGBT晶圓拿在手上會像一張紙拿在手上一樣的自然彎曲下垂。要對如此薄的器件進行封裝，其難度可想而知。然而隨著半導體制程設備性能以及制程技術水平的提升，IGBT器件的電流密度也在進一步的提升。因此，元胞區的溝槽密度也隨之增加，由此帶來的封裝難度的提升也非常的明顯。

IGBT器件完成全部生產制程之后，從上向下俯視觀察，元胞區1可分為發射極(Emitter)打線區和柵極(Gate)打線區，如圖1所示。隨著溝槽2密度的增加，在發射極打線區底部承受打線壓力的硅也就會越來越少，硅結構能夠承受的來自打線的應力也就越來越小。因此，打線就可能造成更大的損傷，當損傷超過一定的限度，就會出現器件的失效，可能是電性參數的失效，也可能是可靠性的失效等。

實用新型內容

本實用新型提供了一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備，用以提高功率半導體器件的性能。

本實用新型提供了一種元胞結構，該元胞結構基材，設置在所述基材上的多個單排排列的溝槽，其中，至少部分所述溝槽內設置有橫向加強側壁；且所述溝槽的側壁上設置有用于將被所述橫向加強側壁封堵的溝槽與其他溝槽導電連通的缺口。通過在形成的溝槽中部分增加橫向加強側壁來增強整個元胞結構的整體強度，并且通過設置的缺口使得溝槽導電連通，從而可以在開設比較密集的溝槽，提高功率半導體器件的性能。

在具體設置時，所述設置有橫向加強側壁的溝槽內設置有多個橫向加強側壁，且任意兩個橫向加強側壁之間的溝槽的槽壁中至少一個側壁上設置有所述缺口。通過將兩個溝槽連通，以實現溝槽的導電連通。

在具體設置時，所述設置有橫向加強側壁的溝槽中，任意相鄰的兩個溝槽中，至少有一個橫向加強側壁與所述兩個溝槽的公用側壁形成十字形結構。更進一步的增加整個元胞結構的強度。

在具體設置橫向加強側壁時，多個所述橫向加強側壁排列成多行；且每行包括多個間隔設置的橫向加強側壁；其中，所述多行橫向加強側壁沿豎直方向上依次想錯。從而增強整個元胞結構的強度。

在具體設置時，所述橫向加強側壁與所述溝槽的側壁為一體結構。從而增強整個元胞結構的強度。

在具體設置時，所述橫向加強側壁的高度與所述溝槽的側壁的高度相同。方便了制備。