[發明專利]一種功率半導體器件結構

在審

• 申請號: 202210322652.1
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114664926A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張波;鐘濤;喬明
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L27/02;H01L27/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

本發明提供一種功率半導體器件結構，器件為集成整流管與功率管的槽柵功率器件，在橫向截面上形成元胞化排列結構。器件的版圖結構采用多種方式排列，包括條形排列與正n邊形排列，n≥3，采用條形排列時，排列結構為功率管元胞與整流管元胞循環排列構成；采用正n邊形排列時，元胞為簡單元胞或復合元胞，簡單元胞的排列方式為多個功率管元胞將中心的一個整流管元胞包圍，復合元胞的排列方式為多個復合元胞重復排列。簡單元胞為功率管元胞或整流管元胞，復合元胞為包含整流管與功率管的元胞。本器件集成化、小型化，減小芯片面積，元胞排列方式靈活多變，有效減小器件漏電流，可應用在多種縱向槽柵器件中。

技術領域

本申請屬于半導體功率器件技術領域，涉及一種功率半導體器件結構。

背景技術

半導體功率器件的發展歷程中，槽柵技術的引入與優化消除了傳統平面柵器件的JFET區，極大地降低了器件的比導通電阻，同時其應用也極大地促進了縱向器件的發展。縱向的槽柵器件，以傳統Trench VDMOS、分離柵MOS(spilt gate MOSFET，SGT MOS)作為典型代表，具有相當高的功率密度，經常與整流二極管配合使用。整流管也發展出溝槽型的整流管，便于集成化、小型化、減小芯片面積，符合當前集成電路的發展趨勢。但溝槽型整流管與縱向溝槽器件的集成使用仍然不夠普遍，基于此，本申請提供一種集成溝槽型整流管的常規縱向功率器件及其版圖結構。

發明內容

鑒于以上所述現狀，本發明的目的在于提供常規溝槽功率器件與整流管集成的器件及其版圖結構。

本發明技術方案如下：

一種功率半導體器件結構，所述器件為集成整流管和功率管的槽柵功率器件，在橫向截面上形成元胞化排列結構；所述器件的版圖結構采用多種方式排列，包括條形排列與正n邊形排列，n≥3；

所述條形排列結構為功率管元胞與整流管元胞循環排列構成，包含條形元胞整流管溝槽1、條形元胞整流管溝槽1兩側的條形元胞功率管溝槽3，條形元胞臺面2位于相鄰的條形元胞整流管溝槽1和條形元胞功率管溝槽3之間；

所述正n邊形排列，元胞為簡單元胞或復合元胞，都包括功率管元胞溝槽、整流管元胞溝槽和元胞臺面，每個簡單元胞只包含功率管元胞或整流管元胞其中一種，每個復合元胞同時包含功率管元胞和整流管元胞；

正n邊形排列中簡單元胞的排列方式為多個功率管元胞將中心的一個整流管元胞包圍；

正n邊形排列中復合元胞的排列方式為多個復合元胞重復排列。

作為優選方式，正n邊形排列中簡單元胞的排列方式為：一個整流管元胞周圍全部為功率管元胞。

作為優選方式，正n邊形排列中簡單元胞的排列方式為：在橫向或縱向上功率管元胞和整流管元胞交替排列。

作為優選方式，功率管元胞溝槽、整流管元胞溝槽與元胞臺面之間均存在氧化層。

作為優選方式，所述條形排列結構為一個功率管元胞與一個整流管元胞循環排列；或者為功率管元胞組與一個整流管元胞循環排列，其中一個功率管元胞組包括2個以上的功率管元胞。

作為優選方式，正n邊形復合元胞排列時，橫向結構剖面圖上相同。

本發明的有益效果為：

本功率半導體器件集成整流管與功率管，有利于集成化、小型化，減小芯片面積，且具有多種版圖排列結構，可根據設計需求進行選擇，每種版圖排列結構中還可以調整功率管與整流管的數量比，有效減小器件漏電流，可應用在多種縱向槽柵器件中。

附圖說明

圖1為實施例1的條形元胞排列示意圖。

圖2為實施例2的條形元胞排列示意圖。