[发明专利]一种短路阳极薄层高压功率器件

摘要

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种短路阳极薄层高压功率器件。本发明主要特征在于：采用两个凹形槽及隔离槽的结构正向导通时，阳极侧的凹形槽和隔离槽因为压缩了电子电流的流动通道，仅留有极为狭窄的导电通道可以增大阳极侧的分布电阻，从而消除短路阳极结构正向导通时存在的Snapback(电压折回)效应；阴极侧的凹形槽通过物理阻挡空穴的抽取，并且由于正向导通时正栅压的作用，在凹形槽的正下隔离成的电子积累层也构成了载流子存储层，阻止空穴被阴极抽取，由于电中性的要求，更多的电子被注入漂移区，极大地提高了漂移区中的载流子浓度，降低器件的正向导通压降。关断时，短路阳极N+的存在会加快电子的抽取速度，提高器件关断速度。

主权项

1.一种短路阳极薄层高压功率器件，包括沿器件垂直方向自下而上层叠设置的衬底层(1)，埋氧层(2)和N型顶部半导体层(11)；所述N型顶部半导体层(11)表面沿横向方向依次具有阴极结构、栅极结构和阳极结构；/n所述阴极结构包括沿器件垂直方向贯穿N型顶部半导体层(11)与埋氧层(2)上表面接触的P型阱区(3)，以及位于P型阱区(3)上部的沿横向方向并列设置的P型重掺杂区(4)和N型重掺杂区(5)，所述P型重掺杂区(4)和N型重掺杂区(5)相互接触，所述P型重掺杂区(4)和N型重掺杂区(5)上表面共同引出阴极电极，N型重掺杂区(5)位于靠近栅极结构的一侧；以三维直角坐标系对器件的三维方向进行定义：定义器件横向方向为x轴方向、器件垂直方向为y轴方向、器件纵向方向即第三维方向为z轴方向；/n其特征在于：/n所述栅极结构包括导电材料(6)和栅介质(7)；所述导电材料(6)嵌入设置在靠近阴极结构一侧的栅介质(7)上层，导电材料(6)上表面与另一侧栅介质(7)上表面齐平，沿x轴方向，导电材料(6)及其底部的栅介质(7)中部沿y轴方向下凹形成第一凹形槽(121)，第一凹形槽(121)与埋氧层(2)上表面之间有间距T1，形成狭窄的导电路径；所述栅介质(7)一侧的下表面与N型重掺杂区(5)的部分上表面交叠，栅介质(7)的另一侧与阳极结构有间距；导电材料(6)上表面引出栅极电极；/n所述阳极结构沿x轴方向依次包括N型缓冲层(8)、P型重掺杂区(9)和N型重掺杂区(10)；N型缓冲层(8)位于靠近栅极结构一侧，P型重掺杂区(9)嵌入设置在N型缓冲层(8)远离栅极结构一侧上层；在P型重掺杂区(9)与N型重掺杂区(10)之间具有第二凹形槽(122)，第二凹形槽(122)底部与埋氧层(2)上表面之间有间距T1，形成狭窄的导电路径；沿z轴方向，N型重掺杂区(10)呈间断分布，被多个隔离槽(13)隔离，且隔离槽(13)底部与埋氧层(2)上表面之间的间距为T2；所述P型重掺杂区(9)和N型重掺杂区(10)上表面共同引出阳极电极。/n