[发明专利]功率器件及其制造方法

说明书

提供了具有改善的场阑层的功率器件及其制造方法。所述功率器件包括：由半导体衬底形成的并且为第一导电型的第一场阑层；形成在所述第一场阑层上的并且为所述第一导电型的第二场阑层，所述第二场阑层具有杂质浓度高于所述第一场阑层的区域；形成在所述第二场阑层上的并且为所述第一导电型的漂移区，所述漂移区具有的杂质浓度低于所述第一场阑层；形成在所述漂移区上的多个功率器件单元；以及形成在所述第一场阑层下面的集电极区，其中所述第二场阑层包括具有第一杂质浓度的第一区域和具有第二杂质浓度的第二区域，所述第二杂质浓度高于所述第一杂质浓度。

相关申请

本申请要求于2013年4月23日提交的美国部分继续专利申请No.13/868,629的权益，所述专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

本申请要求于2013年6月27日在美国专利商标局提交的美国临时申请No.61/840,444的权益和优先权，并且要求于2013年12月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0161778的优先权和权益，所述专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

技术领域

一个或多个实施例涉及功率器件及其制造方法，并且更具体地讲，涉及功率器件及其制造方法，其中半导体衬底用作场阑层，并且通过在半导体衬底上生长外延层而形成漂移区。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为功率半导体器件近来已受到关注，该功率半导体器件具有高功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的高速开关特性和双极结型晶体管(BJT)的高功率特性。在各种类型的IGBT结构中，场阑(FS)类型的IGBT可被理解为软穿通型的IGBT或浅穿通型的IGBT。这种FS-IGBT可被理解为非穿通(NPT)IGBT技术和PT IGBT技术的组合，因此，理解为具有低饱和集电极-发射极电压、有利的并行操作和耐用性。

然而，比起制造NPT IGBT，制造FS-IGBT需要更薄和更平的晶片，并且集电极区与N-漂移区之间需要n型FS层以防止耗尽区相对于集电极区扩展。

发明内容

一个或多个实施例包括功率器件及其制造方法，其中功率器件(例如场阑-绝缘栅双极晶体管(FS-IGBT))包括基于集电极区与漂移区之间的半导体衬底的FS层，FS层的厚度和集电极区的杂质浓度可以容易地调整，并且FS层的功能有所改善。

另外的方面将部分地在以下描述中阐述，将部分地通过该描述而变得显而易见，或者可通过实施本发明的实施例而了解。

根据本发明的一个或多个实施例，提供了功率器件，其包括：第一导电型的第一场阑层；形成在第一场阑层上的并且为第一导电型的第二场阑层，其具有杂质浓度高于第一场阑层的区域；形成在第二场阑层上的并且为第一导电型的漂移区，其杂质浓度低于第一场阑层；形成在漂移区上的多个功率器件单元；以及形成在第一场阑层下面的集电极区，其中第二场阑层包括具有第一杂质浓度的第一区域和具有第二杂质浓度的第二区域，该第二杂质浓度高于第一杂质浓度。

第一区域和第二区域可彼此接触。

在相同电平下，第二杂质浓度可高于第一杂质浓度。

第二区域的平均杂质浓度可高于第一区域的平均杂质浓度。

第一区域和第二区域可沿着水平方向交替设置。

在相同电平下，第二区域可围绕第一区域。

多个功率器件单元可形成在第一区域上。

功率器件还可包括在漂移区和在第二区域上的边缘终端结构以围绕多个功率器件单元。

集电极区可为不同于第一导电型的第二导电型。

集电极区可包括第一导电型的第一集电极区和第二导电型的第二集电极区，该第二导电型不同于第一导电型。