[实用新型]功率器件

说明书

本实用新型涉及一种功率器件，功率器件包括：外延层，设置有依次分布的多个晶体管单元，每个晶体管单元内形成有相互间隔设置的多个发射极沟槽和一个栅极沟槽且一个栅极沟槽设置于相邻两个发射极沟槽之间，发射极沟槽的深度大于栅极沟槽的深度；栅极，设置于栅极沟槽并在栅极沟槽与外延层绝缘设置；冗余发射极，设置于发射极沟槽并在发射极沟槽与外延层绝缘设置。本实用新型实施例提供的功率器件，能够满足功率器件的功能需求，同时能够降低功率器件的饱和压降以及关断损耗，优化功率器件的性能。

技术领域

本实用新型涉及于半导体器件领域技术领域，特别是涉及一种功率器件。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件是一种电压控制的MOS/BJT复合型器件，具有输入阻抗高、输入驱动功率小、导通压降低、电流容量大、开关速度快等优点。由于IGBT独特的、不可取代的性能优势使其自推出实用型产品便在诸多领域得到广泛的应用，例如：太阳能发电、风力发电、动车、高铁、新能源汽车以及众多能量转换领域。

随着技术的发展，对功率器件的性能要求越来越高，然而，已有的功率器件因结构设计不合理，导致功率器件的关断损耗(Eoff)较高，不利于功率器件的发展。

因此，亟需一种新的功率器件。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种功率器件，能够满足功率器件的功能需求，同时能够降低功率器件的关断损耗，优化功率器件的性能。

一方面，根据本实用新型实施例提出了一种功率器件，包括：外延层，设置有依次分布的多个晶体管单元，每个晶体管单元内形成有相互间隔设置的多个发射极沟槽和一个栅极沟槽且一个栅极沟槽设置于相邻两个发射极沟槽之间，发射极沟槽的深度大于栅极沟槽的深度；栅极，设置于栅极沟槽并在栅极沟槽内与外延层绝缘设置；冗余发射极，设置于发射极沟槽并在发射极沟槽内与外延层绝缘设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，发射极沟槽的深度与栅极沟槽的深度之间的差值为0.3um～3um。

根据本实用新型实施例的一个方面，在发射极沟槽以及栅极沟槽的排布方向上，发射极沟槽的宽度大于栅极沟槽的宽度。

根据本实用新型实施例的一个方面，发射极沟槽的宽度与栅极沟槽的宽度之间的差值为0.2um～0.5um。

根据本实用新型实施例的一个方面，外延层包括依次排布的漂移层以及体区，漂移层配置为第一导电类型，体区配置为第二导电类型，发射极沟槽以及栅极沟槽贯穿体区并向漂移层延伸。

根据本实用新型实施例的一个方面，外延层还包括载流子存储区，载流子存储区位于体区面向漂移层的一侧，发射极沟槽穿过载流子存储区伸入漂移层，栅极沟槽部分伸入载流子存储区。

根据本实用新型实施例的一个方面，功率器件还包括：发射区，配置为第一导电类型的重掺杂区，发射区位于体区的背离衬底侧的表面，并且围绕于栅极沟槽的横向的至少部分周边；绝缘层，覆盖外延层远离漂移层侧的表面；发射极互连，位于绝缘层上，发射极互连经由贯穿绝缘层的过孔与发射区耦合。

根据本实用新型实施例的一个方面，发射极互连还经由贯穿绝缘层的过孔与体区耦合。

根据本实用新型实施例的一个方面，功率器件还包括集电极互连，集电极互连设置于外延层背离栅极以及冗余发射极的一侧；和/或，功率器件还包括场截止层，场截止层设置于外延层背离栅极以及冗余发射极的一侧。

根据本实用新型实施例的一个方面，栅极沟槽以及发射极沟槽同步成型且至少部分同层设置。