具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子功率器件領(lǐng)域，涉及一種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件。
【背景技術(shù)】
[0002]由于功率器件在電路控制中起著重要的作用，因此隨著電子行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)功率器件要求也越來(lái)越高。而功率器件在電路中最理想的狀態(tài)為:功率器件作為電子開關(guān)器件，導(dǎo)通時(shí)通態(tài)電阻Ron=0，即功率器件本身不消耗能量，能量全部傳遞給用電系統(tǒng)，而在功率器件關(guān)斷時(shí)，斷態(tài)阻抗R0ff=無(wú)窮大，擊穿電壓BV無(wú)窮大，保證功率器件不被高電壓擊穿而損壞。
[0003]但是實(shí)際使用中，功率器件大都是基于硅技術(shù)的功率器件，所述擊穿電壓BV和通態(tài)阻抗Ron之間存在一定的矛盾--擊穿電壓BV越高同時(shí)通態(tài)阻抗Ron也越高，例如，
“Superjunct1n FETS Boost Efficiency in PWMs” 的文件中就詳細(xì)描述了擊穿電壓BV與通態(tài)阻抗Ron之間的關(guān)系:現(xiàn)有技術(shù)中功率器件的通態(tài)阻抗Ron? 8.3X10—9 BV2'5Q cm2,這意味著，基于硅技術(shù)的功率器件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)如果BV提高2倍，Ron增加22.5倍，通過(guò)同等電流功率器件自身功耗增加22.5倍，不僅令整體電路的功耗大，同時(shí)令功率器件自身的溫度升高，長(zhǎng)期使用降低功率器件的可靠性，嚴(yán)重的導(dǎo)致功率器件燒毀。因此如何在提高擊穿電壓BV的同時(shí)而令通態(tài)阻抗Ron不至于增加的過(guò)高是目前研究的重點(diǎn)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，名稱為“Manufacturing a Super junct1n SemiconductorDevice(—個(gè)超級(jí)結(jié)半導(dǎo)體器件的生產(chǎn))”的美國(guó)專利就提供功率一種方法，能夠在提高擊穿電壓BV的同時(shí)，令通態(tài)阻抗Ron與BV1.5成正比，而不是與BV2.5成正比，即提高擊穿電壓BV的同時(shí)令通態(tài)阻Ron的增加量降低，但是這種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜、可靠性低，比如設(shè)計(jì)600V器件，需要設(shè)計(jì)50—60微米深的溝槽，此時(shí)硅柱為1-3微米薄，而硅柱的設(shè)計(jì)如圖1所示，為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)方體的寬度W為每根多晶硅柱1寬度，而長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度L為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的長(zhǎng)度，長(zhǎng)方體的高度Η為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的深度，這樣導(dǎo)致硅柱極容易斷裂，令工廠的大規(guī)模生產(chǎn)困難，產(chǎn)品的質(zhì)量低。且擊穿電壓設(shè)計(jì)的越高，所需要的溝槽深度越深，進(jìn)而導(dǎo)致硅柱的設(shè)計(jì)越薄，功率器件出現(xiàn)故障的幾率也越高，而目前的設(shè)計(jì)無(wú)法提供600V擊穿電壓以上的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上不足，本實(shí)用新型提供了一種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，即能夠在現(xiàn)有技術(shù)中的基礎(chǔ)上增加功率器件內(nèi)硅柱的強(qiáng)度，保證功率器件的穩(wěn)定性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，它包括多晶硅柱，六個(gè)多晶硅柱依次相連構(gòu)成截面為六邊形的元胞，所有元胞相連構(gòu)成蜂巢狀結(jié)構(gòu)。
[0008]作為對(duì)本實(shí)用新型的限定:每個(gè)元胞均與其相鄰的元胞共用同一多晶硅柱。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0010]本實(shí)用新型的多晶硅柱之間以蜂巢形式相連接，共同構(gòu)成蜂巢狀結(jié)構(gòu)，避免多晶硅柱出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)、過(guò)薄的區(qū)域，每個(gè)元胞相互支撐，增加了多晶硅柱的強(qiáng)度，同時(shí)蜂巢狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最有效地利用了功率器件芯片的面積。
[0011]綜上所述，本實(shí)用新型的功率器件性能穩(wěn)定，且提高了功率器件芯片的有效利用面積。
[0012]本實(shí)用新型適用于任意功率器件的芯片。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中多晶娃柱的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為在本實(shí)用新型實(shí)施例中元胞2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為在本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1一多晶娃柱，2—兀胞。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件
[0019]本實(shí)施例提供了一種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，包括多晶硅柱1，述六個(gè)多晶硅柱1如圖2所示依次相連構(gòu)成元胞2，而元胞2的截面為六邊形，即元胞2為六棱柱的結(jié)構(gòu)，如圖2所示棱柱的高度Η為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的深度，而每根多晶硅柱1的長(zhǎng)度L為功率器件芯片中用于容納所述多晶硅柱1的溝槽的長(zhǎng)度，為了令所有的多晶硅柱1均相互支撐，所述所有元胞2相連構(gòu)成如圖3所示的蜂巢狀結(jié)構(gòu)。鑒于所有的元胞均為截面為六邊形的結(jié)構(gòu)，因此本實(shí)施例為了令結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)便，所述每個(gè)元胞均與其相鄰的元胞共用同一多晶硅柱，構(gòu)成如圖3所示的蜂巢狀結(jié)構(gòu)。
[0020]本實(shí)施例的這種設(shè)置不僅令各個(gè)多晶硅柱之間相互支撐，避免過(guò)長(zhǎng)、過(guò)薄的區(qū)域出現(xiàn)，增加了強(qiáng)度，同時(shí)蜂巢狀結(jié)構(gòu)能夠最有效利用功率器件芯片的面積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，其特征在于:包括多晶硅柱，六個(gè)多晶硅柱依次相連構(gòu)成截面為六邊形的元胞，所有元胞相連構(gòu)成蜂巢狀結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，其特征在于:每個(gè)元胞均與其相鄰的元胞共用同一多晶硅柱。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有增強(qiáng)型硅柱的功率器件，包括多晶硅柱，六個(gè)多晶硅柱依次相連構(gòu)成截面為六邊形的元胞，所有元胞相連構(gòu)成蜂巢狀結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的功率器件性能穩(wěn)定，且提高了功率器件芯片的有效利用面積。本實(shí)用新型適用于任意功率器件的芯片。
【IPC分類】H01L29/06
【公開號(hào)】CN205122590
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520960057
【發(fā)明人】步建康, 徐朝軍, 李士垚
【申請(qǐng)人】河北昂揚(yáng)微電子科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日