[实用新型]一种高雪崩耐量高可靠性的功率半导体器件

说明书

本实用新型的高雪崩耐量高可靠性的功率半导体器件，设有有源区及其外围的终端区，有源区包括第一导电类型衬底及其上方的第一导电类型外延层，第一导电类型外延层的表面设置有沟槽，相邻沟槽之间外延层的表面设有第二导电类型体区，其表面设有第一导电类型源区，沟槽与第一导电类型源区的上方设有第二类绝缘介质，其上方设有通过通孔与第一导电类型源区、第二导电类型体区欧姆接触的源极金属，在俯视平面上，有源区内至少设有一块高雪崩耐量区，高雪崩耐量区与有源区的不同在于：第一导电类型外延层的底部设有第一导电类型阱区，第二导电类型体区的表面未设置第一导电类型源区，能够解决小电感条件下功率半导体器件雪崩耐量较小的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种功率半导体结构，尤其涉及一种高雪崩耐量高可靠性的功率半导体器件。

背景技术

在非钳位感性的负载电路测试模式下，栅电极和漏电极通常接高电位，使器件处于导通状态，当栅电压消失时，此时在电路中电感作用下，漏极电压急剧升高，器件发生雪崩击穿，以N型功率器件为例，此时雪崩电流只能通过N型源区下面的P型体区流到源电极接触孔内，由于在P型体区的雪崩电流路径中存在一个寄生电阻，此时会产生一个电压降，当该电压降大于PN结的导通压降时，由N型源区、P型体区和N型外延层构成的寄生NPN三极管将开启，其中N型源区为发射区，P型体区为基区，N型外延层为集电区。NPN寄生三极管的开启，使得电流迅速增大，结温的急剧上升打破了器件的热平衡，导致不可逆的损坏。

在电感较大的情况下，减小寄生电阻可以抑制寄生三极管的开启，从而提升器件的雪崩耐量，但是当电感很小的时候，器件的雪崩耐量就会明显减小。这是由于电感较大的时候，整个雪崩过程的时间较长，在器件内部一旦有电流集中，就会导致局部发热，局部发热会使得局部击穿电压升高，局部击穿电压升高导致该处电流下降，该处电流就会转移至其他击穿电压较低的位置，这就是热转移现象，这导致电流很难固定集中于一处，器件不容易失效；当电感很小的时候，整个雪崩过程的时间较短，器件雪崩失效所对应的雪崩电流较大，在器件内部一旦有电流集中，由于时间较短，很难产生热转移现象，导致器件往往在击穿薄弱点发生寄生三极管开启失效，或者直接电流过大导致器件烧毁。

如何提升小电感条件下功率器件的雪崩耐量避免上述异常的发生成为本领域面临的一个问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种高雪崩耐量高可靠性的功率半导体器件。本实用新型的功率半导体器件能够解决现有技术中在小电感条件下半导体功率器件雪崩耐量较小的问题。

为实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：一种高雪崩耐量高可靠性的功率半导体器件，所述功率半导体器件设有有源区，在有源区的外围设有终端区，所述有源区包括第一导电类型衬底，在所述第一导电类型衬底上方设有第一导电类型外延层，在所述第一导电类型外延层的表面设置有若干沟槽，相邻沟槽之间的第一导电类型外延层的表面设有第二导电类型体区，在所述第二导电类型体区的表面设有第一导电类型源区，在沟槽与第一导电类型源区的上方设有第二类绝缘介质，在所述绝缘介质的上方设有源极金属，所述源极金属通过通孔与第一导电类型源区、第二导电类型体区欧姆接触，在所述功率半导体器件的俯视平面上，在所述有源区内至少设有一块高雪崩耐量区，所述高雪崩耐量区与有源区的不同在于：在第一导电类型外延层的底部设有第一导电类型阱区，在所述第二导电类型体区的表面未设置第一导电类型源区。

进一步地，在所述沟槽的下半段设置有第一类导电多晶硅，上半段设有第二类导电多晶硅；

所述第一类导电多晶硅与第二类导电多晶硅通过第一类绝缘介质隔离；

所述第一类导电多晶硅通过场氧层与第一导电类型外延层隔离；

所述第二类导电多晶硅通过栅氧层与第一导电类型外延层隔离。

进一步地，所述第一类导电多晶硅接源极金属的电位，第二类导电多晶硅接栅极金属的电位。