一种半导体功率器件及电子装置的制作方法

本发明涉及半导体，具体而言涉及一种半导体功率器件及电子装置。

背景技术：

1、igbt(绝缘栅双极型晶体管)凭借高效率、高耐压、大电流处理能力以及快速切换速度等优点，应用于诸如但不限于终端设备、逆变器等各种电子装置中。

2、igbt作为一种常用的电力电子器件，其性能受到多个因素的影响，其中导通压降和关断损耗是两个重要的指标。

3、然而，目前的igbt无法同时实现较低的导通压降、以及较低的关断损耗。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种半导体功率器件，在降低半导体功率器件的导通压降的同时，降低半导体功率器件的关断损耗。

3、为实现上述目的，本技术采用如下之技术方案：

4、针对目前存在的问题，本发明实施例一方面提供一种半导体功率器件，该半导体功率器件包括：基体、第一导电类型的漂移区、第二导电类型的基区、有源栅、两个虚拟栅、以及第一导电类型的载流子存储区；基体具有相对的第一表面和第二表面；漂移区设置于基体内，并位于第一表面和第二表面之间；基区设置于漂移区朝向第一表面一侧；基区内设置有第一导电类型的发射区、以及第二导电类型的接触区和预设注入区；有源栅贯穿基区且延伸至漂移区；发射区和接触区位于有源栅的两侧；虚拟栅贯穿基区且延伸至漂移区；有源栅和两个虚拟栅间隔分布，且有源栅位于两个虚拟栅之间；载流子存储区设置于漂移区内朝向基区一侧，且位于有源栅和虚拟栅的两侧；漂移区包括贯穿载流子存储区以与基区接触的第一漂移区，第一漂移区与预设注入区均位于虚拟栅背离有源栅的相同侧。

5、上述技术方案具有如下有益效果：通过在基区内位于虚拟栅背离有源栅一侧设置预设注入区，且还在虚拟栅背离有源栅的相同侧设置贯穿载流子存储区以接触基区的第一漂移区，使得半导体功率器件在关断时除了利用基于接触区的载流子抽取通道进行载流子抽取之外，还能够利用基于预设注入区的载流子抽取通道进行载流子抽取，能够更快的将漂移区的载流子抽取到基区，降低半导体功率器件的关断拖尾效应，从而降低半导体功率器件的关断损耗。且还能够通过载流子存储区增强半导体功率器件导通时漂移区内的电导调制效应，以降低半导体功率器件的导通压降。从而实现在降低半导体功率器件的导通压降的同时，降低半导体功率器件的关断损耗，更好的平衡半导体功率器件的导通压降和低关断损耗。且还能够利于虚拟栅增大半导体功率器件关断时发射极和集电极之间的电容值，降低半导体功率器件关断时的漏电流。

6、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，预设注入区的掺杂浓度大于基区的掺杂浓度，预设注入区的至少部分与第一漂移区位置相对。

7、上述技术方案具有如下有益效果：通过使预设注入区的掺杂浓度大于基区的掺杂浓度，且第一漂移区与预设注入区的至少部分位置相对，能够缩短预设注入区与第一漂移区之间的间距，缩短预设注入区从漂移区抽取载流子的抽取通道长度，提高载流子抽取效率，进一步降低半导体功率器件的关断拖尾效应，进一步降低半导体功率器件的关断损耗。

8、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，预设注入区的延伸方向与虚拟栅的延伸方向平行。

9、上述技术方案具有如下有益效果：通过设置与虚拟栅平行延伸的预设注入区，能够增大预设注入区与第一漂移区位置相对的区域面积的特性，增大预设注入区从漂移区抽取载流子的抽取通道的截面积，提高载流子抽取效率，进一步降低半导体功率器件的关断拖尾效应，进一步降低半导体功率器件的关断损耗。

10、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，预设注入区与相邻的虚拟栅间隔设置。

11、上述技术方案具有如下有益效果：通过使预设注入区与相邻的虚拟栅之间间隔设置，使预设注入区与虚拟栅之间不能形成载流子通道，从而减小额外设置的预设注入区对虚拟栅功能的影响。

12、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，第一漂移区的延伸方向与预设注入区的延伸方向平行，且第一漂移区的宽度与预设注入区的宽度相等。

13、上述技术方案具有如下有益效果：通过利用第一漂移区与预设注入区平行设置且两者宽度相等，能够增大第一漂移区与预设注入区位置相对区域的面积的同时，使虚拟栅背离有源栅之外一侧的载流子存储区分布区域尽量大，从而实现降低半导体功率器件的关断拖尾效应以降低半导体功率器件的关断损耗的同时，还降低半导体功率器件的导通压降，实现关断损耗和导通压降之间的平衡。

14、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，两个虚拟栅中的每个虚拟栅背离有源栅的一侧均设置有预设注入区和第一漂移区。

15、上述技术方案具有如下有益效果：通过在两个虚拟栅中的每个虚拟栅背离有源栅的一侧均设置有预设注入区以及对应的第一漂移区，从而能够扩大预设注入区及第一漂移区的区域面积，提高降低半导体功率器件的关断拖尾效应的效果，从而提高降低半导体功率器件的关断损耗的效果。

16、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，接触区的掺杂浓度大于基区的掺杂浓度；漂移区还包括贯穿载流子存储区以与基区接触的第二漂移区，第二漂移区位于有源栅的两侧。

17、上述技术方案具有如下有益效果：通过在两个虚拟栅之间设置第二漂移区，使第二漂移区内与基区接触，使得半导体功率器件在关断时再增加另一条载流子的抽取通道，从而能够更快的将漂移区的载流子抽取到基区，降低半导体功率器件的关断拖尾效应，从而降低半导体功率器件的关断损耗。

18、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，预设注入区用于电连接半导体功率器件的发射极金属层。

19、上述技术方案具有如下有益效果：通过使预设注入区电连接半导体功率器件的发射极金属层，使发射极金属层发射第一导电类型的载流子、以及第二导电类型的载流子之外，还能够使得半导体功率器件在关断时通过多条载流子抽取通道将漂移区内的载流子抽取到基区，提高降低半导体功率器件的关断拖尾效应的效果，从而提高降低半导体功率器件的关断损耗的效果。

20、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，第一导电类型为n导电类型，第二导电类型为p导电类型。

21、上述技术方案具有如下有益效果：通过设置n导电类型的漂移区、发射区和载流子存储区，以及p导电类型的基区、接触区和预设注入区，利用电子的迁移率高于空穴的特性，从而提高半导体功率器件的耐压能力，并降低半导体功率器件的导通电阻。

22、在一些实施例中，提供另一种半导体功率器件，发射区和载流子存储区的掺杂浓度均大于漂移区的掺杂浓度。

23、上述技术方案具有如下有益效果：通过使发射区和载流子存储区的掺杂浓度均大于漂移区的掺杂浓度，能够增强半导体功率器件导通时漂移区内的电导调制效应，降低半导体功率器件的导通压降。

24、本发明实施例第二方面提供一种电子装置，电子装置包括如上的半导体功率器件。

25、上述技术方案具有如下有益效果：通过在基区内位于虚拟栅背离有源栅一侧设置预设注入区，且还在虚拟栅背离有源栅的相同侧设置贯穿载流子存储区以接触基区的第一漂移区，使得半导体功率器件在关断时除了利用基于接触区的载流子抽取通道进行载流子抽取之外，还能够利用基于预设注入区的载流子抽取通道进行载流子抽取，能够更快的将漂移区的载流子抽取到基区，降低半导体功率器件的关断拖尾效应，从而降低半导体功率器件的关断损耗。且还能够通过载流子存储区增强半导体功率器件导通时漂移区内的电导调制效应，以降低半导体功率器件的导通压降。从而实现在降低半导体功率器件的导通压降的同时，降低半导体功率器件的关断损耗，更好的平衡半导体功率器件的导通压降和低关断损耗。且还能够利于虚拟栅增大半导体功率器件关断时发射极和集电极之间的电容值，降低半导体功率器件关断时的漏电流。从而降低电子装置的功耗。