[发明专利]一种功率半导体器件

说明书

本发明提供一种功率半导体器件，包括元胞区、过渡区和终端区，所述过渡区处于器件元胞区和终端区之间，所述器件元胞区、过渡区和终端区共同设有漏极金属、位于漏极金属上方的第一导电类型衬底、位于第一导电类型衬底上方的第一导电类型缓冲层及位于第一导电类型缓冲层上方的第一导电类型外延层；从第一导电类型外延层到第一导电类型缓冲层方向为纵向，从元胞区到终端区为横向；本发明在超级结作为开关器件优化击穿电压和导通电阻的基础上，通过加入与第一导电类型纵向条形区域相连的第一导电类型横向条形区域，提高了其耐压能力，减小了终端部分的长度，还减小了开关反向恢复时间，优化了所述器件的开关特性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体的说是一种功率半导体器件。

背景技术

功率MOS器件是功率处理与转换主要器件之一，具有高的输入阻抗、易驱动等优点，因此具有广泛的应用领域。理想功率MOS器件希望获得尽可能高的击穿电压V_B、尽可能小的导通电阻R_on，但受限于“硅极限”关系，传统MOS器件的V_B和R_on存在难以调合的关系，即很难在提高击穿电压V_B的同时降低导通压降R_on，或者在降低导通压降R_on的基础上提高击穿电压V_B。因此19世纪80年代，发明了超级结器件，超级结结构的引入极大的缓解了V_B-R_on两者之间的矛盾关系。

超级结器件是通过采用交替的P型和N型条形区域来实现电荷补偿并作为耐压层，来得到较低的导通电阻R_on和较高的击穿电压V_B，超级结器件具有良好的性能，但还能通过相应器件结构设计来优化这些性能，例如降低开关损耗、降低反向恢复时间等等。超级结器件终端结构设计对器件的耐压能力和开关特性起重要作用如何在具有优秀耐压能力和开关特性的基础上优化减小终端区大小对超级结的应用十分重要。

发明内容

本发明对于终端设计耐压优化、MOS器件开关特性优化提出了一种功率半导体器件及其终端结构。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种功率半导体器件，包括元胞区450、过渡区550和终端区600，所述过渡区550处于器件元胞区450和终端区600之间，所述器件元胞区450、过渡区550和终端区600共同设有漏极金属100、位于漏极金属100上方的第一导电类型衬底101、位于第一导电类型衬底101上方的第一导电类型缓冲层102及位于第一导电类型缓冲层102上方的第一导电类型外延层103；从第一导电类型外延层103到第一导电类型缓冲层102方向为纵向，从元胞区450到终端区600为横向；

在所述元胞区450中，第一导电类型外延层103内设有横向上交替分布的第一导电类型纵向条型区域104和第二导电类型纵向条型区域105，在所述第二导电类型纵向条型区域105顶部表面设有第二导电类型体区106，在所述第二导电类型体区106内设有第一导电类型源区107和第二导电类型体接触区108；所述第一导电类型源区107位于第二导电类型体接触区108的左右两侧；所述第一导电类型源区107和第二导电类型体接触区108与源极金属109相连；在所述第二导电类型体区106上方设有栅氧化层110；所述栅氧化层110上方具有栅多晶硅111；