[实用新型]功率器件

说明书

本实用新型公开了一种功率器件，功率器件包括：外延层，外延层包括位于第二表面至第一表面之间预定厚度的漂移区，漂移区被配置为第一导电类型，外延层与厚度方向相垂直的横向上具有多个原胞结构；各原胞结构包括：冗余发射极沟槽，两个冗余发射极沟槽相互间隔设置，冗余发射极沟槽由第一表面延伸至漂移区，冗余发射极设置于冗余发射极沟槽；栅极沟槽，设置于两个冗余发射极沟槽之间，栅极沟槽由第一表面延伸至漂移区，栅极设置于栅极沟槽；体区，位于两个冗余发射极沟槽之间，体区被配置为第二导电类型；浮空区，位于各冗余发射极沟槽背向栅极沟槽一侧，浮空区被配置为第二导电类型，浮空区的深度大于冗余发射极沟槽的深度。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，具体涉及一种功率器件。

背景技术

半导体功率器件是电力电子系统进行能量控制和转换的基本电子元器件，电力电子技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域。以功率金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)为标志的半导体功率器件是当今电力电子领域器件的主流。

如何进一步提升半导体功率器件的性能成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种功率器件，提高功率器件性能。

一方面，本实用新型实施例提供一种功率器件，其包括：外延层，沿自身厚度方向上具有相对的第一表面和第二表面，外延层包括位于第二表面至第一表面之间预定厚度的漂移区，漂移区被配置为第一导电类型，外延层与厚度方向相垂直的横向上具有多个原胞结构；各原胞结构包括：冗余发射极沟槽，两个冗余发射极沟槽相互间隔设置，冗余发射极沟槽由第一表面延伸至漂移区，冗余发射极设置于冗余发射极沟槽；栅极沟槽，至少一个栅极沟槽设置于两个冗余发射极沟槽之间，栅极沟槽由第一表面延伸至漂移区，栅极设置于栅极沟槽；体区，位于两个冗余发射极沟槽之间，体区被配置为第二导电类型；浮空区，位于各冗余发射极沟槽背向栅极沟槽一侧，浮空区被配置为第二导电类型，其中，浮空区的深度大于冗余发射极沟槽的深度。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，冗余发射极沟槽与栅极沟槽的深度一致。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，原胞结构还包括载流子存储区，载流子存储区位于体区与漂移区之间，载流子存储区被配置为第一导电类型。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，载流子存储区的厚度为1.5微米至4微米。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，原胞结构包括一个栅极沟槽和两个冗余发射极沟槽，相邻的栅极沟槽与冗余发射极沟槽在横向的间隔尺寸为1微米至3微米；栅极沟槽与冗余发射极沟槽的槽宽为1微米至3微米；栅极沟槽与冗余发射极沟槽的深度为3微米至6微米。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，栅极沟槽、冗余发射极沟槽、栅极沟槽与冗余发射极沟槽之间的区域在横向上宽度之和占原胞结构宽度的1/2。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，冗余发射极沟槽在栅极沟槽的两侧对称分布。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，原胞结构还包括：发射区，位于体区背离第二表面的一侧，且在横向上与栅极沟槽邻接，发射区被配置为第一导电类型的重掺区。

根据本实用新型一方面的前述任一实施方式，原胞结构还包括：接触区，位于体区背离第二表面的一侧，且位于相邻的栅极沟槽与冗余发射极沟槽之间靠近冗余发射极的一侧设置，接触区被配置为第二导电类型的重掺杂区。