[发明专利]一种具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构

说明书

本发明属于功率半导体技术领域，特别涉及一种具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构，包括漏极结构、耐压层结构以及源极结构，在耐压层结构的表面设置有p+短路区(9)、n+短路区(10)、浮空金属(11)，p+短路区(9)、n+短路区(10)相邻设置，所述p+短路区(9)位于p型漂移区(4)上表面且远离源极一侧；所述n+短路区(10)位于n型漂移区(3)上表面且远离源极一侧；所述浮空金属(11)同时与p+短路区(9)和n+短路区(10)上表面接触；本发明具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构，降低了反向恢复过程中漂移区内空穴的积累，从而改善了其反向恢复特性，减少了反向恢复功耗。

技术领域

本发明属于功率半导体技术领域，特别涉及一种具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构。

背景技术

超结功率器件如超结MOSFET、超结逆导型IGBT应用在全桥等驱动电机应用电路中，其体二极管起到续流作用。体二极管导通时，器件漂移区内存储着大量的空穴载流子。结终端面积大，结终端漂移区内会存储大量的空穴载流子。体二极管从导通状态到耐压状态切换的过程，需要从源极排出体内存储的空穴载流子，形成较大的反向电流。由于结终端面积大，积累的大量空穴载流子需从靠近元胞区的源极排出，可能导致局部电流过大，功耗过高，并出现动态雪崩等现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构包括漏极结构、耐压层结构以及源极结构，其中：

所述漏极结构包括漏极金属1以及n+漏区2，所述n+漏区2的上表面与耐压层接触；所述漏极金属1上表面与n+漏区2下表面接触；所述漏极金属1引出端为器件漏极；

所述耐压层结构包括n型漂移区3、p型漂移区4以及n型场截止环5，所述n型漂移区3和p型漂移区4并列设置于n+漏区2上表面；所述n型场截止环5位于n型漂移区3上表面，靠近终端边缘；

所述源极结构包括p型阱区6、p+源极7和源极金属8，所述p型阱区6与耐压层接触；所述p+源极7位于p型阱区9上表面；所述源极金属8与p+源极7上表面接触；所述源极金属8引出端为器件源极；

在耐压层结构的表面设置有p+短路区9、n+短路区10、浮空金属11，p+短路区9、n+短路区10相邻设置，所述p+短路区9位于p型漂移区4上表面且远离源极一侧；所述n+短路区10位于n型漂移区3上表面且远离源极一侧；所述浮空金属11同时与p+短路区9和n+短路区10上表面接触。

与现有技术相比，本发明的具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构，降低了反向恢复过程中漂移区内空穴的积累，从而改善了其反向恢复特性，减少了反向恢复功耗。

附图说明

图1是本发明超结功率器件终端结构示意图；

图2是常规超结功率器件终端结构示意图；

图3是常规超结功率器件终端结构反向导通时空穴电流矢量图；

图4是常规超结功率器件终端结构反向导通时电子电流矢量图；

图5是本发明超结功率器件终端结构反向导通时空穴电流矢量图；

图6是本发明超结功率器件终端结构反向导通时电子电流矢量图；

图7是常规超结功率器件终端结构反向导通时空穴浓度分布图；

图8是本发明超结功率器件终端结构反向导通时空穴浓度分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。