[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: 202022753217.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN213212170U
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 曾丹;史波;葛孝昊
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉紅彬

本實用新型涉及半導體領域，公開一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備，該元胞結構，包括：外延層；形成于所述外延層一側的P+耐壓區；位于所述P+耐壓區兩側的第一多晶硅柵極層和第二多晶硅柵極層；形成于所述P+耐壓區背離所述外延層一側的多晶硅連接引線層，所述多晶硅連接引線層用于將所述第一多晶硅柵極層和所述第二多晶硅柵極層連接；形成于所述多晶硅連接引線層背離所述外延層一側的二氧化硅層，在所述二氧化硅層設有連接孔，以使所述多晶硅連接引線層露出；形成于所述二氧化硅層背離所述外延層一側的金屬層，以實現所述金屬層與所述多晶硅連接引線層連接。用于解決由于元胞尺寸縮小、電流密度增大導致的抗短路性能變差的問題。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，特別涉及一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備。

背景技術

隨著現代能源技術的發展，電能已經變成了目前最主要的能源形式之一。在電能的產生、傳輸、使用等過程中，都需要經過電壓、電流、頻率等參數的調節，這些調節過程無不依賴于電力電子技術的發展。隨著電力電子技術的發展，各種變頻電路、斬波電路的應用不斷擴大，在這些電路中各種功率半導體器件得到廣泛的應用，如IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等開關器件。

目前IGBT主要向小型化、高電流密度、高可靠性發展。IGBT兼有MOS管和雙極型晶體管的優點，其在結構上主要由兩部分組成，一個是輸入極的MOS部分，另一個是輸出極的BJT部分，因此IGBT既能夠在小驅動條件下快速開關，又具有較低的飽和壓降。

在現在的IGBT中，兼有Trench結構及FS結構的Trench-FS IGBT為業界主流，現在各廠商都在致力于提高Trench-FS型IGBT的電流密度，其中提高其電流密度的最主要的一點就是縮小元胞尺寸。

但是由于工藝水平的限制，元胞尺寸縮小到一定尺寸就無法再繼續縮小。而且元胞尺寸縮小時，又增大電流密度的同時，將會導致芯片的抗短路能力下降。

實用新型內容

本實用新型公開了一種元胞結構、功率半導體器件及電子設備，用于解決由于元胞尺寸縮小、電流密度增大導致的抗短路性能變差的問題。

為達到上述目的，本實用新型提供以下技術方案：

第一方面，本實用新型提供了一種元胞結構，包括：

外延層；

形成于所述外延層一側的P+耐壓區；

位于所述P+耐壓區兩側的第一多晶硅柵極層和第二多晶硅柵極層；

形成于所述P+耐壓區背離所述外延層一側的多晶硅連接引線層，所述多晶硅連接引線層用于將所述第一多晶硅柵極層和所述第二多晶硅柵極層連接；

形成于所述多晶硅連接引線層背離所述外延層一側的二氧化硅層，在所述二氧化硅層設有連接孔，以使所述多晶硅連接引線層露出；

形成于所述二氧化硅層背離所述外延層一側的金屬層，以實現所述金屬層與所述多晶硅連接引線層連接。

這里在外延層的一側設置P+耐壓區，位于P+耐壓區兩側的第一多晶硅柵極層和第二多晶硅柵極層；形成于P+耐壓區背離外延層一側的多晶硅連接引線層，多晶硅連接引線層用于將第一多晶硅柵極層和第二多晶硅柵極層連接，在二氧化硅層上開設連接孔，使所述多晶硅連接引線層露出，并在該結構上的連接孔內形成有金屬層，使得金屬層與多晶硅連接引線層連接，該連接方式可以解決由于元胞尺寸的縮小，金屬層無法與多晶硅連接層引線直接進行互聯的問題；而且采用該互聯方式可以解決由于元胞尺寸縮小、電流密度增大導致的抗短路性能變差的問題。

可選地，所述外延層具有第一溝槽和第二溝槽；

所述第一溝槽和所述第二溝槽位于所述P+耐壓區的兩側；