[发明专利]一种功率场效应晶体管器件的结构

摘要

本发明公开了一种功率场效应晶体管器件的结构，包括以下特征：有源区的单元结构由两部分组成，其中一部分与一般常用的沟槽IGBT单元结构一样，称之为常规部分；另一种部分为在硅片中有一P型区域，在P型区表面上有一N+区，围绕着这区域为沟槽，沟槽壁附有氧化层，沟槽中填有多晶硅，这区域没有被直接的连接至发射电极，称之为增强部分，为了提高短路安全区，常规部分原来的N+宽度被减小了20％至80％，增强部分原来的N+面积也被减小了10％至90％。

主权项

1.一种功率场效应晶体管器件的结构包括以下部分：(1)有源区和终端区；(2)在有源区内基本单元分为两部分：常规部分和增强部分；(3)常规部分结构是以下任何一种：*第一种常规部分包括P型基区，N+发射源区和沟槽栅极，P型基区和N+区都被连接至发射电极；*第二种常规部分包括P型基区，N+发射源区和沟槽栅极，其中部分N+发射源区宽度被删减，N+发射源区宽度即器件沟道的宽度，减少了宽度之后新的沟道的宽度是原来常规部分器件沟道宽度的20％至80％，P型基区和N+区都被连接至发射电极；(4)增强部分结构是以下任何一种：*第一种增强部分包括P型基区，表面N+区，围绕着靠近硅片表面增强区侧面的是沟槽，增强区侧面的沟槽内壁附有氧化层，中间填上多晶硅，增强区域中的P型基区和N+区都没有与发射极连接，它们都是电学特性独立；*第二种增强部分包括P型基区，表面N+区，围绕着靠近硅片表面增强区侧面的是沟槽，增强区侧面的沟槽内壁附有氧化层，中间填上多晶硅，增强区域中的P型基区和N+区都没有与发射极连接，它们都是电学特性独立；其中增强部分区域表面的N+区有部分被删减，增强部分减少了N+面积之后新的N+面积是原来增强部分N+面积的10％至90％；*第三种增强部分包括P型基区，表面N+区，增强区域中的P型基区和N+区都没有与发射电极直接连接，它们都是电学特性独立，围绕着靠近硅表面的增强部分区域四个侧面主要为沟槽，增强区侧面的沟槽内壁附有氧化层，中间填上多晶硅，其中两边的沟槽(S)与常规部分的栅极沟槽相平行并相连接起来，另有两边(M)与常规部分的栅极沟槽相互垂直，这两边(M)沟槽内的多晶硅都各自与其他沟槽内的多晶硅不相连，这两边沟槽(M)内的多晶硅都各自电学特性独立或被连接至发射电极；*第四种增强部分包括P型区，表面N+区和围绕着增强区侧面的沟槽，其中有部分沟槽的宽度比常规部分的栅极沟槽宽度为宽，较宽沟槽的宽度为栅极沟槽宽度的1.2倍至2倍；*第五种增强部分由几个小增强部分区域组成，围绕着小增强部分区域的沟槽与沟槽之间的距离小于常规部分的单元宽度，每一小区域都没有与发射电极直接相连接；*第六种增强部分包括有P型基区，围绕着增强区侧面的是沟槽，在P型区表面上为栅氧化层，其中有一部分栅氧化层上有多晶硅，没有多晶硅层的部分表面为N+区，P型基区上的多晶硅是电学特性独立的或被连接至发射电极，增强区中的N+区没有被连至发射电极；*第七种增强部分包括有P型基区，围绕着增强区侧面的是沟槽，在P型区表面上为栅氧化层，其中有一部分栅氧化层上有多晶硅，在P型区中有一独立的沟槽，独立沟槽内壁附有氧化层，填在独立沟槽中的多晶硅与部分P型区表面上的多晶硅相连接，在P型区表面上没有多晶硅层的部分为N+区，P型基区上的多晶硅是电学特性独立或被连接至发射电极，增强区中的N+区没有被连接至发射电极；*第八种增强部分包括有N型区域，其中没有P型区和N+型区，围绕着增强部分侧面的是沟槽，沟槽内壁为栅氧化层，中间填有多晶硅，N型区域表面上为场氧化层，增强区域中的N型区没有被直接连接至发射电极。