>1.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種柵控型晶體管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: (i)至少有一條溝槽，溝槽寬度范圍為0.2 μ m至3.0 μ m，深度為I μ m至10 μ m，溝槽內(nèi)壁附有氧化層并填入導電材料如高摻雜的多晶硅，溝槽與溝槽之間的距離大于0.8um ； (ii)p型基區(qū)，溝槽與溝槽之間最少有部份區(qū)域為P型區(qū)，P型區(qū)的深度大于lum，P型區(qū)表面濃度約為Ie15CnT3至le18Cm_3，p型區(qū)之下有FZ η型區(qū)； (iii)至少在部份P型區(qū)中有付加一獨立浮動的η型區(qū)，溝槽連同付加η型區(qū)把靠近接觸孔的部份P型區(qū)與原來P型區(qū)之下的η型區(qū)隔離開，付加η型區(qū)的濃度約為Ie16CnT3至5e19cm 3 ； (iv)n+發(fā)射區(qū)，表面濃度約為Ie18CnT3至le2°cm_3； (v)p+區(qū)，表面濃度約為Ie17CnT3至Ie20cnT3； (vi)接觸孔； (vii)層間介質(zhì)； (viii)表面金屬層和 (ix)鈍化層等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在部分(I)之溝槽，其特征在于在溝槽底部有一濃度為IXlO1Vcm3至5 X 1lfVcm3的η型區(qū)5，這η型區(qū)5的濃度比η型FZ硅片的濃度高，η型區(qū)5寬度小于4.0um0
3.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種柵控型晶體管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: (i)至少有一條溝槽，溝槽寬度范圍為0.2 μ m至3.0 μ m，深度為I μ m至10 μ m，溝槽內(nèi)壁附有氧化層并填入導電材料如高摻雜的多晶硅，溝槽與溝槽之間的距離大于0.8um ； (ii)p型基區(qū)，溝槽與溝槽之間最少有部份區(qū)域為P型區(qū)，P型區(qū)4的深度大于lum，p型區(qū)表面濃度約為Ie15CnT3至le18Cm_3，p型區(qū)之下有FZ η型區(qū)； (iii)至少在部份P型區(qū)中有付加一獨立浮動的η型區(qū)，付加η型區(qū)在ρ+區(qū)之下，寬度的要求是付加η型區(qū)的兩邊離溝槽壁大于0.1um,付加η型區(qū)的濃度約為Ie16CnT3至5e19cm 3 ； (iv)n+發(fā)射區(qū)，表面濃度約為Ie18CnT3至le2°cm_3； (v)p+區(qū)，表面濃度約為Ie17CnT3至Ie20cnT3； (vi)接觸孔； (vii)層間介質(zhì)； (viii)表面金屬層和 (ix)鈍化層等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述在部分(I)之溝槽，其特征在于在溝槽底部有一濃度為IXlO1Vcm3至5 X 1lfVcm3的η型區(qū)5，這η型區(qū)5的濃度比η型FZ硅片的濃度高，η型區(qū)5寬度小于4.0um0
5.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種快恢復二極管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: ⑴表面至少有一部份為P型區(qū)，P型區(qū)的深度大于lum，p型區(qū)表面濃度為I X 11Vcm3至 5 X 118/cm3 ； (ii)在靠近P型區(qū)表面處約0.2um至2.0um之下至少有一個獨立浮動的η+型層，即η+型層不直接被連接至表面電極，這η+型層在ρ型區(qū)之內(nèi)，η+型區(qū)的邊離ρ型區(qū)邊大于0.2um, η+型層厚度小于2.0um，濃度小于5X 1019/cm3，寬度大于1.0um，可以為任何兒何型狀； (iii)在η+型層之上有P+型層7，ρ+型層的表面濃度大于IXlO1Vcm3, ρ+型層厚度小于1.5um，直接與表面金屬相接觸，ρ+型層與金屬的接觸可以是透明電極，也可以是一般的歐姆接觸； (iv)在器件表面有鈍化層。
6.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種快恢復二極管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: (i)至少有一個溝槽，深度大于1.0um,寬度為0.2um至2.0um,單元尺寸大少為1.0um至24um不等，溝槽內(nèi)壁附有氧化層并填入導電材料如高摻雜的多晶硅，溝槽中的導電材料被連接至表靣電極； (?)溝槽與溝槽之間表面有部份區(qū)域為P型區(qū)4，ρ型區(qū)4的深度大于lum，ρ型區(qū)表面濃度為 I X 11Vcm3 至 I X 11Vcm3 ； (iii)在溝槽旁，靠近表面處約0.2um至2.0um之下至少有一個獨立浮動的η+型層，即η+型層不直接被連接至表面電極，其中至少有一部分溝槽旁的η+型層與鄰近溝槽旁的η+型層之間的距離大于0.lum, η+型層厚度小于2.0um,濃度小于5Χ 1019/cm3，寬度大于1.0um，可以為任何兒何型狀； (iv)在溝槽旁，表面處的η+型層6之上有ρ+型層7，ρ+型層的表面濃度大于IX 118/cm3, ρ+型層厚度小于1.5um,直接與表面金屬相接觸，ρ+型層與金屬的接觸可以是透明電極，也可以是一般的歐姆接觸； (ν)在器件表面有鈍化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述在部分(I)之溝槽，其特征在于在溝槽底部有一濃度為IXlO1Vcm3至5 X 1lfVcm3的η型區(qū)5，這η型區(qū)5的濃度比η型FZ硅片的濃度高，η型區(qū)5寬度小于4.0um。
8.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種柵控型晶體管單元和一種快恢復二極管單元集成在同一芯片上，其中柵控型晶體管單元所占面積與快恢復二極管單元所占面積之比的范圍為0.5至4.0，柵控型晶體管單元與快恢復二極管單元版畫排列可以隨意組合。
9.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種柵控型晶體管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: (i)表面有一平面多晶娃柵； (ii)p型基區(qū)，P型區(qū)的深度大于lum，ρ型區(qū)表面濃度約為Ie15CnT3至le18Cm_3，ρ型區(qū)之下有FZ η型區(qū)； (iii)至少在部份P型區(qū)中有付加一獨立浮動的η型區(qū)，付加η型區(qū)把原來的ρ型區(qū)分為兩部份，把靠近接觸孔的部份P型區(qū)與原來P型區(qū)之下的FZ η型區(qū)隔離開，付加η型區(qū)的濃度約為le16cm_3至5e19cm_3 ； (iv)n+發(fā)射區(qū)，表面濃度約為Ie18CnT3至le2°cm_3； (v)p+區(qū)，表面濃度約為Ie17CnT3至Ie20cnT3； (vi)接觸孔； (vii)層間介質(zhì)； (viii)表面金屬層和 (ix)鈍化層等。
10.一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)包括以下部分: (1)有源區(qū)和終端區(qū)； (2)有源區(qū)至少由一種柵控型晶體管單元組成；單元的表面結(jié)構(gòu)包含以下部分: (i)表面有一平面多晶娃柵； (ii)p型基區(qū)，P型區(qū)的深度大于lum，ρ型區(qū)表面濃度約為Ie15CnT3至le18Cm_3，ρ型區(qū)之下有FZ η型區(qū)； (iii)至少在部份P型區(qū)中有付加一獨立浮動的η型區(qū)，付加η型區(qū)在柵控型晶體管P+區(qū)之下，寬度的要求是付加η型區(qū)的兩邊離ρ型區(qū)邊大于0.3um，付加η型區(qū)的濃度約為Ie16Cm 3 至 5e19cm 3 ； (iv)n+發(fā)射區(qū)，表面濃度約為Ie18CnT3至le2°cm_3； (v)p+區(qū)，表面濃度約為Ie17CnT3至Ie20cnT3； (vi)接觸孔； (vii)層間介質(zhì)； (viii)表面金屬層和 (ix)鈍化層等。
【專利摘要】一種半導體功率器件的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明公開了一種柵控晶體管與FRD集成在同一芯片的器件結(jié)構(gòu)，F(xiàn)RD部份有以下特征：表面至少有一部份為p型區(qū)，深度大于2um，表面濃度為1×1015/cm3至1×1018/cm3，在表面處約0.2um至2.0um之下至少有兩個獨立浮動n+型層，n+型層與n+型層之間的距離大于0.1um，濃度小于5×1019/cm3，在n+型層之上有表面濃度大于1×1018/cm3并與表面金屬相接觸的p+型層；柵控晶體管部份有以下特征：在p型區(qū)中付加一n型區(qū)，把靠近接觸孔的部份p型區(qū)與原來p型區(qū)之下的n型區(qū)隔離開。
【IPC分類】H01L29-06, H01L29-739
【公開號】CN104733518
【申請?zhí)枴緾N201310722315
【發(fā)明人】蘇冠創(chuàng)
【申請人】深圳市力振半導體有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月24日