[发明专利]垂直结构功率器件的结构、制造方法及电力电子设备

权利要求书

1.一种垂直结构功率器件的结构，其特征在于，包括：

P型层和介电层；

位于所述P型层的上表面和所述介电层的下表面之间的第一N型区、隔离区以及第二N型区；所述第一N型区、所述隔离区以及所述第二N型区在水平面上依次排列；

设置于所述介电层的上表面且相互连接的P型区和第三N型区；

设置于所述介电层中且连接所述P型区和所述第一N型区的N型半导体柱；

设置于所述介电层中且连接所述第二N型区和所述第三N型区的P型半导体柱；

设置于所述介电层和所述第二N型区之间以及所述P型半导体柱的侧表面的金属层。

2.如权利要求1所述的垂直结构功率器件的结构，其特征在于，所述N型半导体柱为低掺杂N型半导体柱，所述第一N型区为高掺杂第一N型区，所述P型区为高掺杂P型区。

3.如权利要求1所述的垂直结构功率器件的结构，其特征在于，所述P型层为高掺杂P型层，所述第二N型区为低掺杂第二N型区，所述第三N型区为高掺杂第三N型区，所述P型半导体柱为高掺杂P型半导体柱。

4.如权利要求1所述的垂直结构功率器件的结构，其特征在于，所述P型半导体柱为一个或者多个，所述N型半导体柱为一个或者多个。

5.如权利要求1所述的垂直结构功率器件的结构，其特征在于，所述P型区和所述第三N型区作为所述垂直结构功率器件的发射极，所述金属层作为所述垂直结构功率器件的栅极，所述P型层作为所述垂直结构功率器件的集电极。

6.一种垂直结构功率器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

形成P型层；

在所述P型层的上表面形成第一N型区和第二N型区；

在所述第一N型区的上表面形成N型半导体柱，并在所述第二N型区的上表面形成P型半导体柱，且在所述第一N型区和所述第二N型区之间形成隔离区；

在所述P型半导体柱的侧表面和所述第二N型区的上表面形成金属层；

在所述第一N型区、所述隔离区和所述金属层的上表面形成介电层；

在所述介电层的上表面生长与所述N型半导体柱连接的P型区，且在所述介电层的上表面生长与所述P型半导体柱连接的第三N型区；其中，所述P型区与所述第三N型区连接。

7.根据权利要求6所述的垂直结构功率器件的制造方法，其特征在于，所述在所述P型层的上表面形成第一N型区和第二N型区包括：

在所述P型层的上表面的第一区域离子注入以形成高掺杂第一N型区；

在所述P型层的上表面的第二区域离子注入以形成低掺杂第二N型区。

8.根据权利要求6所述的垂直结构功率器件的制造方法，其特征在于，所述在所述第一N型区的上表面形成N型半导体柱，并在所述第二N型区的上表面形成P型半导体柱，且在所述第一N型区和所述第二N型区之间形成隔离区包括：

在所述第一N型区的上表面形成第一半导体柱，并在所述第二N型区的上表面形成第二半导体柱；

在第一半导体柱的上表面离子注入以形成低掺杂N型半导体柱；

在第二半导体柱的上表面离子注入以形成高掺杂P型半导体柱；

通过显像和填充在所述第一N型区和所述第二N型区之间形成隔离区。

9.根据权利要求6所述的垂直结构功率器件的制造方法，其特征在于，所述在所述第一N型区、所述隔离区和所述金属层的上表面形成介电层具体为：

在所述第一N型区、所述隔离区和所述金属层的上表面形成所述介电层，并回蚀所述介电层以露出所述N型半导体柱和所述P型半导体柱。

10.一种电力电子设备，其特征在于，所述电力电子设备包括如权利要求1至5任意一项所述的垂直结构功率器件的结构。