[發明專利]功率器件及功率器件制備方法

在審

• 申請號: 202010160130.7
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111370481A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李東升;章劍鋒
• 申請（專利權）人: 瑞能半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/417;H01L21/331;H01L21/336
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 娜拉

1.一種功率器件，其特征在于，包括：

外延層，沿自身厚度方向上具有相對的第一表面和第二表面，所述外延層包括位于所述第二表面至所述第一表面之間預定厚度的漂移區，所述漂移區被配置為第一導電類型，所述外延層與所述厚度方向相垂直的橫向上具有多個原胞結構；

各所述原胞結構包括：

冗余發射極溝槽，兩個所述冗余發射極溝槽相互間隔設置，所述冗余發射極溝槽由所述第一表面延伸至所述漂移區，冗余發射極設置于所述冗余發射極溝槽；

柵極溝槽，至少一個柵極溝槽設置于兩個所述冗余發射極溝槽之間，所述柵極溝槽由所述第一表面延伸至所述漂移區，柵極設置于所述柵極溝槽；

體區，位于兩個所述冗余發射極溝槽之間，所述體區被配置為第二導電類型；

浮空區，位于各所述冗余發射極溝槽背向所述柵極溝槽一側，所述浮空區被配置為所述第二導電類型，其中，所述浮空區的深度大于所述冗余發射極溝槽的深度。

2.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述冗余發射極溝槽與所述柵極溝槽的深度一致。

3.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述原胞結構還包括載流子存儲區，所述載流子存儲區位于所述體區與所述漂移區之間，所述載流子存儲區被配置為所述第一導電類型。

4.根據權利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述載流子存儲區的厚度為1.5微米至4微米。

5.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述原胞結構包括一個所述柵極溝槽和兩個所述冗余發射極溝槽，相鄰的所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽在所述橫向的間隔尺寸為1微米至3微米；

所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽的槽寬為1微米至3微米；

所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽的深度為3微米至6微米。

6.根據權利要求5所述的功率器件，其特征在于，所述柵極溝槽、所述冗余發射極溝槽、所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽之間的區域在橫向上寬度之和占所述原胞結構寬度的1/2。

7.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述冗余發射極溝槽在所述柵極溝槽的兩側對稱分布。

8.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述原胞結構還包括：

發射區，位于所述體區背離所述第二表面的一側，且在所述橫向上與所述柵極溝槽鄰接，所述發射區被配置為所述第一導電類型的重摻區。

9.根據權利要求8所述的功率器件，其特征在于，所述原胞結構還包括：

接觸區，位于所述體區背離所述第二表面的一側，且位于相鄰的所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽之間靠近所述冗余發射極的一側設置，所述接觸區被配置為第二導電類型的重摻雜區。

10.根據權利要求9所述的功率器件，其特征在于，還包括：

介質層，覆蓋所述外延層的第一表面，所述介質層上設置有將所述發射區的至少部分暴露的接觸開口，所述接觸開口在相鄰的所述柵極溝槽與所述冗余發射極溝槽之間靠近所述冗余發射極的一側設置；以及

發射極互連，位于所述介質層的背離所述第二表面的一側，并通過所述接觸開口與所述接觸區以及所述發射區耦合。

11.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述外延層還包括：

場終止區，位于所述漂移區背離所述第一表面的一側，所述場終止區被配置為第一導電類型；

集電區，位于所述場終止區背離所述第一表面的一側，所述集電區被配置為第二導電類型。

12.根據權利要求11所的功率器件，其特征在于，還包括：

集電極互連，與所述集電區背離所述第一表面的一側耦合。