[发明专利]在SGT MOSFET中灵活调节CRSS以平滑波形避免直流-直流器件中电磁干扰有效

专利信息
申请号: 201310290017.0 申请日: 2013-07-10
公开(公告)号: CN103633068A 公开(公告)日: 2014-03-12
发明(设计)人: 潘继;伍时谦;安荷·叭剌;王晓彬 申请(专利权)人: 万国半导体股份有限公司
主分类号: H01L23/552 分类号: H01L23/552;H01L29/40;H01L21/336
代理公司: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 竺路玲
地址: 美国加利福尼亚州94*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: sgt mosfet 灵活 调节 crss 平滑 波形 避免 直流 器件 电磁 干扰
【权利要求书】:

1.一种含有多个功率晶体管晶胞的半导体功率器件,每个功率晶体管晶胞都具有一个沟槽式栅极,设置在栅极沟槽中,其中所述的沟槽式栅极包括一个屏蔽底部电极,设置在栅极沟槽的底部,通过中间电极绝缘层,与设置在栅极沟槽顶部的顶部栅极电极相隔离,其特征在于,其中:

至少一个晶体管晶胞含有屏蔽底部电极,作为源极-连接屏蔽底部电极,电连接到半导体功率器件的源极电极,至少一个晶体管晶胞含有屏蔽底部电极,作为栅极-连接屏蔽底部电极,电连接到半导体功率器件的栅极金属。

2.权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,半导体衬底还包括一个有源区和一个端接区,在所述的有源区中所述的晶体管晶胞具有一个源极区,设置在沟槽式栅极附近;以及

至少一个所述的晶体管晶胞构成一个源极接触晶胞,包括一个在所述的源极区中打开的源极连接沟槽,用于将所述的源极-连接屏蔽底部电极电连接到设置在所述的源极连接沟槽上方的源极金属上。

3.权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述的半导体衬底包括一个有源区和一个端接区,所述的栅极沟槽还包括栅极垫接触沟槽,设置在端接区,所述的栅极沟槽还包括多个栅极滑道沟槽,从有源区中的栅极沟槽开始,延伸到端接区中的栅极垫接触沟槽;

至少一个所述的栅极垫接触沟槽,作为屏蔽底部至栅极垫接触沟槽,由导电材料填充,用于将至少一个所述的栅极连接屏蔽底部电极,电连接到设置在所述的屏蔽底部至栅极垫接触沟槽上方的栅极金属。

4.权利要求2所述的半导体功率器件,其特征在于,还包括:一个设置在所述的半导体功率器件上方的绝缘保护层,在所述的源极区以及所述的源极连接沟槽上方具有多个源极开口,其中导电材料填充在所述的多个源极开口中,用于将源极区和源极连接屏蔽底部电极电连接到所述的源极金属。

5.权利要求3所述的半导体功率器件,其特征在于,还包括:一个设置在所述的半导体功率器件上方的绝缘保护层,在所述的栅极垫接触沟槽上方具有多个栅极开口,带有的所述屏蔽底部至栅极垫接触沟槽在所述的端接区中,用于将沟槽式栅极和栅极连接屏蔽底部电极电连接到所述的栅极垫。

6.权利要求3所述的半导体功率器件,其特征在于,至少一个由导电材料填充的所述的栅极垫接触沟槽,仅电连接到顶部栅极电极上,与设置在沟槽式栅极底部的屏蔽底部电极电屏蔽。

7.权利要求3所述的半导体功率器件,其特征在于,还包括:一个虚拟沟槽,设置在端接区的外围区域中,通过设置在所述的半导体功率器件上方的绝缘保护层打开,其中所述的虚拟沟槽是由导电材料上方的金属插头填充,导电材料填充在虚拟沟槽底部,其中虚拟沟槽中的金属插头还接触了覆盖着端接区外围的绝缘保护层的一个漏极金属,作为半导体功率器件的通道终点。

8.权利要求3所述的半导体功率器件,其特征在于,所述的栅极滑道沟槽还包括屏蔽底部电极,设置在栅极滑道沟槽底部,通过中间电极绝缘层,与顶部栅极电极电绝缘。

9.权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,具有电连接到栅极金属上的栅极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量,与具有电连接到源极电极上的源极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量之比在1%至50%之间。

10.权利要求9所述的半导体功率器件,其特征在于,具有电连接到栅极金属上的栅极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量,与具有电连接到源极电极上的源极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量之比为25%。

11.权利要求10所述的半导体功率器件,其特征在于,具有电连接到源极电极上的源极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量,为具有电连接到栅极金属上的栅极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞数量的四倍。

12.权利要求9所述的半导体功率器件,其特征在于,具有电连接到栅极金属上的栅极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量,与具有电连接到源极电极上的源极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量之比为50%。

13.权利要求12所述的半导体功率器件,其特征在于,具有电连接到源极电极上的源极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞的数量,为具有电连接到栅极金属上的栅极连接屏蔽底部电极的晶体管晶胞数量的两倍。

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