【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種半導體集成電路，特別是涉及一種溝槽柵功率器件。
技術介紹
1、溝槽型器件跟平面型器件相比，有效的降低了jfet效應，具有更低的比導通電阻和更高的電流密度。溝槽型器件也即柵極結構為溝槽型的器件也即溝槽柵器件，常見的溝槽型功率器件有溝槽型的igbt和溝槽型的mosfet；
2、如圖1所示，是現有溝槽柵功率器件的電路示意圖；下面以常見的溝槽型igbt器件為例：
3、當igbt器件101工作在開關過程中，特別是關斷過程中，在關斷過程中電流下降，因為漏極的寄生電感ld，也會產生一個電壓尖峰。柵極因為源極的寄生電感ls，有一個負向的下降(dip)；這個負向的dip在某些情況下，甚至高達-10v，甚至-15v。
4、柵極電壓為負，會導致器件漏極擊穿電壓的降低。如果器件的終端設計不合適，這個降低變得尤為明顯。從而會導致器件在關斷過程中，更容易發生雪崩，從而導致器件漏電流的增加，影響器件的長期可靠性。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種溝槽柵功率器件，能降低器件開關過程中形成的柵極負壓對器件的耐壓的不利影響，使器件的擊穿電壓能保持穩定。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的溝槽柵功率器件包括：原胞區和終端區，所述終端區環繞在所述原胞區的周側。
3、在所述原胞區中形成有溝槽柵功率器件的器件單元結構；所述器件單元結構包括：
4、由第一導電類型的第一外延層組成的漂移區。
5、形成
6、穿過所述體區的溝槽柵，所述溝槽柵包括形成于柵極溝槽(gate?trench)的內側表面的柵介質層以及填充于所述柵極溝槽中的柵極導電材料層，所述柵極導電材料層的頂部連接到由正面金屬層組成的柵極。
7、在所述原胞區中，所述柵極溝槽排列成陣列結構。
8、終端結構形成于所述終端區中，所述終端結構包括：
9、形成于延伸到所述終端區中的所述漂移區表面的第二導電類型摻雜的jte區，所述jte區的摻雜濃度低于所述體區的摻雜濃度，所述jte區環繞在所述原胞區的周側且和所述體區接觸。
10、一根以上的源極溝槽(source?trench)，各所述源極溝槽呈環形結構并環繞在所述原胞區的周側，各所述源極溝槽從所述jte區的頂部表面向下延伸；在所述源極溝槽的內側表面形成有第二介質層以及在所述源極溝槽中填充有源極導電材料層，所述源極導電材料層連接到由正面金屬層組成的第一電極，所述第一電極提供一固定電位并使所述源極導電材料層作為各所述柵極導電材料層的屏蔽結構，以降低所述柵極導電材料層的電壓變化對器件耐壓的影響。
11、進一步的改進是，所述jte區的結深大于所述體區的結深。
12、所述柵極溝槽的深度小于所述jte區的結深。
13、所述源極溝槽的深度小于所述jte區的結深。
14、進一步的改進是，在所述原胞區和所述終端區的邊界處的各所述柵極溝槽還橫向延伸到所述jte區中。
15、進一步的改進是，所述源極溝槽的寬度大于等于所述柵極溝槽的寬度，所述源極溝槽的深度大于等于所述柵極溝槽的深度。
16、進一步的改進是，所述第一電極為源極。
17、進一步的改進是，所述終端結構還包括：
18、第一金屬場板，所述第一金屬場板由所述柵極的正面金屬層延伸到所述終端區中組成，所述第一金屬場板覆蓋所述jte區的部分區域。
19、所述柵極和所述第一金屬場板為呈環形的整體結構。
20、進一步的改進是，所述源極位于所述原胞區中且位于所述柵極的環形內部。
21、各所述源極溝槽的環形結構的內側還包括多個延伸結構，所述源極溝槽的延伸結構延伸到所述原胞區中且位于所述柵極溝槽的陣列結構的外側，所述源極溝槽中的所述源極導電材料層通過所述源極溝槽的延伸結構中的所述源極導電材料層頂部形成的金屬通孔連接到所述源極。
22、進一步的改進是，在所述柵極溝槽的陣列結構中，還包括多個偽柵極溝槽(dummytrench)。
23、所述偽柵極溝槽和所述源極溝槽相連通。
24、所述偽柵極溝槽的內側表面也形成有所述第二介質層以及在所述偽柵極溝槽中填充所述源極導電材料層。
25、所述源極溝槽中的所述源極導電材料層通過所述偽柵極溝槽中的所述源極導電材料層頂部形成的金屬通孔連接到所述源極。
26、進一步的改進是，各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列。
27、所述源極溝槽的延伸結構位于所述柵極溝槽的陣列結構的沿所述柵極溝槽的排列方向上的兩側外部。
28、進一步的改進是，所述源極溝槽的延伸結構包括2個，在所述柵極溝槽的陣列結構的沿所述柵極溝槽的排列方向上的兩側中的每一側外部都設置有一個所述源極溝槽的延伸結構，且各源極溝槽的延伸結構和各所述柵極溝槽的長度方向上的中間位置對齊。
29、進一步的改進是，各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列。
30、所述源極溝槽的延伸結構位于所述柵極溝槽的陣列結構的沿所述柵極溝槽的排列方向上的兩側外部。
31、所述源極溝槽的延伸結構的數量和所述偽柵極溝槽的數量設置為：
32、所述源極溝槽的延伸結構和所述源極溝槽的連接位置以及各所述偽柵極溝槽和所述源極溝槽的連接位置將所述源極溝槽分割成多個源極溝槽段，各所述源極溝槽段之間的長度差小于等于要求值。
33、進一步的改進是，各所述柵極溝槽呈方形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽排列成平行的行以及平行的列。
34、進一步的改進是，各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列。
35、在所述柵極溝槽的陣列結構中，所述偽柵極溝槽和所述柵極溝槽交替排列。
36、各所述柵極溝槽的周側都被對應的所述偽柵極溝槽和所述源極溝槽包圍。
37、進一步的改進是，所述源極溝槽、所述柵極溝槽和所述偽柵極溝槽具有相同的工藝結構且同時形成。
38、所述第二介質層和所述柵介質層具有相同的工藝結構且同時形成。
39、所述柵極導電材料層和所述源極導電材料層具有相同的工藝結構且同時形成。
40、進一步的改進是，所述柵極導電材料層的材料包括多晶硅。
41、進一步的改進是，所述柵極導電材料層頂部的金屬通孔直接設置在所述柵極導電材料層的選定位置的頂部，所述源極導電材料層頂部的金屬通孔直接設置在所述源極導電材料層的選定位置的頂部。
42、或者，所述柵極導電材料層的材料層還延伸到所述柵極溝槽外部形成柵極引出材料層，在所述柵極引出材料層的頂部設置有引出所述柵極導電材料層的金屬通孔；所述源極導電材料層的材料層還延伸到對應的所述源本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種溝槽柵功率器件，其特征在于，包括：原胞區和終端區，所述終端區環繞在所述原胞區的周側；
2.如權利要求1所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述JTE區的結深大于所述體區的結深；
3.如權利要求2所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述原胞區和所述終端區的邊界處的各所述柵極溝槽還橫向延伸到所述JTE區中。
4.如權利要求2所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極溝槽的寬度大于等于所述柵極溝槽的寬度，所述源極溝槽的深度大于等于所述柵極溝槽的深度。
5.如權利要求1所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述第一電極為源極。
6.如權利要求5所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述終端結構還包括：
7.如權利要求6所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極位于所述原胞區中且位于所述柵極的環形內部；
8.如權利要求6所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述柵極溝槽的陣列結構中，還包括多個偽柵極溝槽；
9.如權利要求7所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述柵極溝槽的陣列結構中，還包括多個偽柵極
10.如權利要求7所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列；
11.如權利要求10所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極溝槽的延伸結構包括2個，在所述柵極溝槽的陣列結構的沿所述柵極溝槽的排列方向上的兩側中的每一側外部都設置有一個所述源極溝槽的延伸結構，且各源極溝槽的延伸結構和各所述柵極溝槽的長度方向上的中間位置對齊。
12.如權利要求9所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列；
13.如權利要求6或7或8或9所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：各所述柵極溝槽呈方形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽排列成平行的行以及平行的列。
14.如權利要求8或9所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列；
15.如權利要求8或9所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極溝槽、所述柵極溝槽和所述偽柵極溝槽具有相同的工藝結構且同時形成；
16.如權利要求15所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述柵極導電材料層的材料包括多晶硅。
17.如權利要求15所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述柵極導電材料層頂部的金屬通孔直接設置在所述柵極導電材料層的選定位置的頂部，所述源極導電材料層頂部的金屬通孔直接設置在所述源極導電材料層的選定位置的頂部；
...【技術特征摘要】
1.一種溝槽柵功率器件，其特征在于，包括：原胞區和終端區，所述終端區環繞在所述原胞區的周側；
2.如權利要求1所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述jte區的結深大于所述體區的結深；
3.如權利要求2所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述原胞區和所述終端區的邊界處的各所述柵極溝槽還橫向延伸到所述jte區中。
4.如權利要求2所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極溝槽的寬度大于等于所述柵極溝槽的寬度，所述源極溝槽的深度大于等于所述柵極溝槽的深度。
5.如權利要求1所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述第一電極為源極。
6.如權利要求5所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述終端結構還包括：
7.如權利要求6所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：所述源極位于所述原胞區中且位于所述柵極的環形內部；
8.如權利要求6所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述柵極溝槽的陣列結構中，還包括多個偽柵極溝槽；
9.如權利要求7所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：在所述柵極溝槽的陣列結構中，還包括多個偽柵極溝槽；
10.如權利要求7所述的溝槽柵功率器件，其特征在于：各所述柵極溝槽呈條形結構，在所述柵極溝槽的陣列結構中，各所述柵極溝槽平行排列；
11.如權利要求10...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾大杰，高宗朋，
申請(專利權)人：上海鼎陽通半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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