[實用新型]半導體器件

有效

• 申請號: 202321008011.5
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN219591407U
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 劉利書
• 申請（專利權）人: 美墾半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京勵誠知識產權代理有限公司 11647
• 代理人: 高楊麗

本申請公開了一種半導體器件，屬于功率半導體技術領域。半導體器件包括：第一導電類型的半導體襯底；多個柵極結構，位于半導體襯底上；第二導電類型的浮空區，位于半導體襯底上，且位于相鄰兩個柵極結構之間，第二導電類型與第一導電類型相反，在浮空區內，位于下方的第一部分的摻雜濃度大于位于上方的第二部分的摻雜濃度。通過設置浮空區的摻雜濃度為下方的第一部分大于上方的第二部分，從而將浮空區的空穴聚集在下方，使得空穴遠離浮空區和柵極結構之間的電容，以此減少充電過程，進而減小位移電流，增強柵極結構對EMI和開啟損耗的控制。

技術領域

本申請屬于功率半導體技術領域，尤其涉及一種半導體器件。

背景技術

在功率器件中，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)以其高輸入阻抗、低導通壓降、高頻率特性等優點，得到了越來越廣泛的應用，現已成為現代電力電子電路中的核心元器件之一，廣泛應用于交通、能源、工業、家用電器等領域。但是，目前的IGBT器件設計面臨難以兼顧電磁干擾(EMI)和開啟損耗之間折中關系的重大挑戰。

實用新型內容

本申請旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本申請提出一種半導體器件，半導體器件通過使空穴遠離浮空區和柵極結構之間的電容，以此減少充電過程，進而減小位移電流，增強柵極結構對EMI和開啟損耗的控制。

第一方面，本申請提供了一種半導體器件，包括：

第一導電類型的半導體襯底；

多個柵極結構，位于半導體襯底上；

第二導電類型的浮空區，位于半導體襯底上，且位于相鄰兩個柵極結構之間，第二導電類型與第一導電類型相反，在浮空區內，位于下方的第一部分的摻雜濃度大于位于上方的第二部分的摻雜濃度。

根據本申請的一個實施例，沿柵極結構的布置方向，第二部分中位于中間的第三部分的摻雜濃度大于位于兩側的第四部分的摻雜濃度。

根據本申請的一個實施例，沿第四部分靠近第三部分一側朝向第四部分靠近柵極結構一側的方向，第四部分與第一部分的連接面呈向下延伸的弧面。

根據本申請的一個實施例，第一部分的摻雜濃度大于第三部分的摻雜濃度，第一部分的摻雜濃度大于第四部分的摻雜濃度。

根據本申請的一個實施例，第一部分的摻雜濃度等于第三部分的摻雜濃度，第一部分的摻雜濃度大于第四部分的摻雜濃度。

根據本申請的一個實施例，還包括：

絕緣介質層，位于柵極結構和浮空區上，且在浮空區上具有開口區域；

第一金屬層，位于絕緣介質層上，且通過開口區域與浮空區歐姆接觸。

根據本申請的一個實施例，沿柵極結構的布置方向，第二部分中位于中間的第三部分的摻雜濃度大于位于兩側的第四部分的摻雜濃度，第一金屬層分別與第三部分和第四部分歐姆接觸。

根據本申請的一個實施例，第一部分的摻雜濃度小于第三部分的摻雜濃度，第一部分的摻雜濃度大于第四部分的摻雜濃度。

根據本申請的一個實施例，還包括：

基區，位于柵極結構遠離浮空區的一側，基區具有第二導電類型；

發射區，位于基區的上部，且與柵極機構的側壁接觸，發射區具有第一導電類型；基區和發射區均與第一金屬層歐姆接觸。

根據本申請的一個實施例，還包括：

緩沖層，位于半導體襯底下方，緩沖層具有第一導電類型；

集電極層，位于緩沖層下方，集電極層具有第二導電類型；

第二金屬層，位于集電極層下方，且與集電極層歐姆接觸。