[发明专利]一种功率半导体器件结构

说明书

本发明提供一种功率半导体器件结构，器件为集成整流管与功率管的槽栅功率器件，在横向截面上形成元胞化排列结构。器件的版图结构采用多种方式排列，包括条形排列与正n边形排列，n≥3，采用条形排列时，排列结构为功率管元胞与整流管元胞循环排列构成；采用正n边形排列时，元胞为简单元胞或复合元胞，简单元胞的排列方式为多个功率管元胞将中心的一个整流管元胞包围，复合元胞的排列方式为多个复合元胞重复排列。简单元胞为功率管元胞或整流管元胞，复合元胞为包含整流管与功率管的元胞。本器件集成化、小型化，减小芯片面积，元胞排列方式灵活多变，有效减小器件漏电流，可应用在多种纵向槽栅器件中。

技术领域

本申请属于半导体功率器件技术领域，涉及一种功率半导体器件结构。

背景技术

半导体功率器件的发展历程中，槽栅技术的引入与优化消除了传统平面栅器件的JFET区，极大地降低了器件的比导通电阻，同时其应用也极大地促进了纵向器件的发展。纵向的槽栅器件，以传统Trench VDMOS、分离栅MOS(spilt gate MOSFET，SGT MOS)作为典型代表，具有相当高的功率密度，经常与整流二极管配合使用。整流管也发展出沟槽型的整流管，便于集成化、小型化、减小芯片面积，符合当前集成电路的发展趋势。但沟槽型整流管与纵向沟槽器件的集成使用仍然不够普遍，基于此，本申请提供一种集成沟槽型整流管的常规纵向功率器件及其版图结构。

发明内容

鉴于以上所述现状，本发明的目的在于提供常规沟槽功率器件与整流管集成的器件及其版图结构。

本发明技术方案如下：

一种功率半导体器件结构，所述器件为集成整流管和功率管的槽栅功率器件，在横向截面上形成元胞化排列结构；所述器件的版图结构采用多种方式排列，包括条形排列与正n边形排列，n≥3；

所述条形排列结构为功率管元胞与整流管元胞循环排列构成，包含条形元胞整流管沟槽1、条形元胞整流管沟槽1两侧的条形元胞功率管沟槽3，条形元胞台面2位于相邻的条形元胞整流管沟槽1和条形元胞功率管沟槽3之间；

所述正n边形排列，元胞为简单元胞或复合元胞，都包括功率管元胞沟槽、整流管元胞沟槽和元胞台面，每个简单元胞只包含功率管元胞或整流管元胞其中一种，每个复合元胞同时包含功率管元胞和整流管元胞；

正n边形排列中简单元胞的排列方式为多个功率管元胞将中心的一个整流管元胞包围；

正n边形排列中复合元胞的排列方式为多个复合元胞重复排列。

作为优选方式，正n边形排列中简单元胞的排列方式为：一个整流管元胞周围全部为功率管元胞。

作为优选方式，正n边形排列中简单元胞的排列方式为：在横向或纵向上功率管元胞和整流管元胞交替排列。

作为优选方式，功率管元胞沟槽、整流管元胞沟槽与元胞台面之间均存在氧化层。

作为优选方式，所述条形排列结构为一个功率管元胞与一个整流管元胞循环排列；或者为功率管元胞组与一个整流管元胞循环排列，其中一个功率管元胞组包括2个以上的功率管元胞。

作为优选方式，正n边形复合元胞排列时，横向结构剖面图上相同。

本发明的有益效果为：

本功率半导体器件集成整流管与功率管，有利于集成化、小型化，减小芯片面积，且具有多种版图排列结构，可根据设计需求进行选择，每种版图排列结构中还可以调整功率管与整流管的数量比，有效减小器件漏电流，可应用在多种纵向槽栅器件中。

附图说明

图1为实施例1的条形元胞排列示意图。

图2为实施例2的条形元胞排列示意图。