[发明专利]功率晶体管

说明书

本发明涉及一种功率晶体管，其特征在于，包括：衬底；第一外延层，设置于所述衬底之上；第二外延层，设置于所述第一外延层之上；多个第一体区，设置于所述第二外延层内，从自上而下的俯视图方向来看，所述多个第一体区中的一部分第一体区平行于横向方向设置，所述多个第一体区中的另一部分体区平行于纵向方向设置，其中，所述纵向方向与所述横向方向相互垂直；多个第二体区，设置于所述多个第一体区中的所述一部分第一体区上方，并且所述多个第二体区的上表面与所述第二外延层的上表面齐平；其中，所述多个第一体区中的所述另一部分第一体区在所述功率晶体管应用时处于浮置状态，形成为至少一个浮置第一体区。

技术领域

本发明属于半导体功率器件领域，特别涉及一种具有优化电容特性的功率晶体管。

背景技术

传统功率器件为了提高耐压，需要不断降低漂移区的掺杂浓度，同时增加漂移区的厚度，这就使得器件的导通电阻急剧增大，从而增加系统功耗。超结功率器件通过在器件的漂移区采用N型区和P型区交替排列从而实现电荷平衡的结构，使得器件的导通电阻和击穿电压的关系大大改善，越来越受到重视。

然而，对于超结结构的MOSFET，在器件开关状态下产生的电磁噪声也会增大。当超结MOSFET开始关断，器件漂移区的N型区和P型区会在很短的时间内迅速耗尽，栅漏两端的电容和漏源两端的电容值也会迅速下降，从而造成器件漏端上dv/dt以及di/dt的剧烈变化。考虑到寄生电感和寄生电容的作用，会相应产生反电动势和分布电流，从而造成栅源上电压的振荡。所以，超结MOSFET器件在开关状态下，因为栅源电压的振荡会带来更多电磁噪声。

正因为这些特性，与传统的平面功率器件相比较，超结功率器件在开关应用中的优点是工作频率可以更高，但缺点是会产生大量的电压和电流噪声。

发明内容

针对上述关于超结功率器件的问题，本发明的一个实施例提供了一种功率晶体管，其特征在于，包括：衬底；第一外延层，设置于所述衬底之上；第二外延层，设置于所述第一外延层之上；多个第一体区，设置于所述第二外延层内，从自上而下的俯视图方向来看，所述多个第一体区中的一部分第一体区平行于横向方向设置，所述多个第一体区中的另一部分体区平行于纵向方向设置，其中，所述纵向方向与所述横向方向相互垂直；多个第二体区，设置于所述多个第一体区中的所述一部分第一体区上方，并且所述多个第二体区的上表面与所述第二外延层的上表面齐平；其中，所述多个第一体区中的所述另一部分第一体区在所述功率晶体管应用时处于浮置状态，形成为至少一个浮置第一体区。

其中，所述多个第一体区中的所述另一部分第一体区上方设置有对应的第二体区，所述多个第一体区中的所述另一部分第一体区和所述对应的第二体区在所述功率晶体管应用时两者都处于浮置状态，分别形成为至少一个浮置第一体区和至少一个浮置第二体区。

其中，所述对应的浮置第二体区被栅极多晶硅覆盖，并且没有设置重掺杂区、通孔和金属连接。

其中，所述多个第一体区中的所述一部分第一体区以及位于其上方的所述多个第二体区在所述功率晶体管应用时处于非浮置状态，分别形成为多个非浮置第一体区和多个非浮置第二体区，其中，所述非浮置第二体区内设置有第一重掺杂区和第二重掺杂区。

其中，所述浮置第一体区和相邻的所述非浮置第一体区在横向方向的间距和相邻的两个非浮置第一体区在纵向方向的间距相同。

其中，所述至少一个浮置第一体区的上表面与所述第二外延层齐平，并且所述至少一个浮置第一体区上方未设置第二体区。

其中，所述浮置第二体区的注入窗口和所述非浮置第二体区的注入窗口大小相同。

其中，所述浮置第二体区的注入窗口和所述非浮置第二体区的注入窗口大小不相同。

其中，所述浮置第一体区和所述非浮置体区都在所述第二外延层内，且分别与所述第二外延层交替排列。