本公开涉及能够执行切换操作的功率半导体器件、包括该功率半导体器件的功率半导体芯片及其制造方法。

　　1、能够在较高电压和较高电流环境下执行切换操作的半导体器件有时被称为功率半导体器件。功率半导体器件主要用于需要更高功率切换(即，在更高电压和更高电流环境下的切换操作)的领域(例如，逆变器装置)。功率半导体器件可以例如包括绝缘栅双极型晶体管(igbt)或功率mosfet。这样的功率半导体器件基本上要求高电压的耐电压特性。最近，还需要更高速的切换操作。

　　1、提供本技术实现要素：以便以简化形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。

　　2、在一个总体方面，这里提供了一种功率半导体器件，包括：栅电极，从半导体基板的第一表面凹进至该半导体基板的与该第一表面相对设置的第二表面；以及发射器区域，包括第一导电类型的杂质，该发射器区域设置为与设置有栅电极的沟槽和第一表面接触。功率半导体器件还包括：收集器区域，包括与第一导电类型相对的第二导电类型的杂质，该收集器区域被设置为与第二表面接触；浮置区域，包括第二导电类型的杂质，该浮置区域在包围沟槽的底面的同时沿着沟槽的延伸方向朝向第二表面延伸；以及沟槽发射器区域，在沟槽中插入栅电极下方。

　　3、功率半导体器件可以包括：栅极绝缘膜，插入在栅电极与沟槽发射器区域之间、栅电极与沟槽的表面之间以及浮置区域与沟槽的表面之间。

　　4、栅极绝缘膜可以插入在沟槽的侧面与栅电极之间，并且栅极绝缘膜的厚度比插入在沟槽的底面与栅电极之间的栅极绝缘膜的厚度薄。

　　10、从第一表面到浮置区域的上端的深度可以比从第一表面到沟槽的下端的深度浅。

　　11、当从半导体基板的底面观察时，浮置区域的下端可以与收集器区域的上端间隔开特定距离。

　　13、功率半导体器件可以包括：漂移区域，包括第一导电类型的杂质，该漂移区域设置在收集器区域上方、在与浮置区域和沟槽中的每一个的侧面接触的同时沿延伸方向延伸。

　　14、发射器区域中的第一导电类型的杂质的掺杂浓度可以比漂移区域中的第一导电类型的杂质的掺杂浓度高。

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　　16、在另一总体方面，这里提供了一种功率半导体芯片，包括：单元区域，包括功率半导体器件；以及周围区域，包括分别电连接至栅电极、发射器区域和收集器区域的栅极端子、发射器端子和收集器端子。

　　17、在另一总体方面，这里提供了一种用于制造功率半导体器件的方法。该方法包括：通过外延生长形成包括第一导电类型杂质的第一漂移区域；通过将与第一导电类型相对的第二导电类型的杂质注入到第一漂移区域的上部来形成浮置区域；通过外延生长在第一漂移区域上方形成包括第一导电类型的杂质的第二漂移区域；通过将第一导电类型的杂质注入到第二漂移区域的上部来形成发射器区域；通过执行蚀刻处理蚀刻浮置区域的至少一部分来形成穿过发射器区域的沟槽；通过沉积导电材料以与沟槽的表面间隔开来形成沟槽发射器区域；以及通过在沟槽发射器区域上方沉积导电材料以使得栅电极与沟槽发射器区域间隔开来形成栅电极。

　　3.根据权利要求2所述的功率半导体器件，其中，所述栅极绝缘膜插入在所述沟槽的侧面与所述栅电极之间，并且所述栅极绝缘膜的厚度比插入在所述沟槽的底面与所述栅电极之间的栅极绝缘膜的厚度薄。

　　4.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述沟槽发射器区域的宽度小于所述栅电极的宽度。

　　5.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述沟槽发射器区域通过发射器电极电连接至所述发射器区域。

　　6.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述沟槽发射器区域包括多晶硅。

　　7.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述浮置区域在所述延伸方向上的长度大于所述浮置区域的宽度。

　　8.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述浮置区域的宽度大于所述沟槽的宽度。

　　9.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，从所述第一表面到所述浮置区域的上端的深度比从所述第一表面到所述沟槽的下端的深度浅。

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　　10.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，当从所述半导体基板的底面观察时，所述浮置区域的下端与所述收集器区域的上端间隔开特定距离。

　　11.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，所述发射器区域包括设置在所述沟槽的相对侧的区域。

　　13.根据权利要求12所述的功率半导体器件，其中，所述发射器区域中的所述第一导电类型的杂质的掺杂浓度比所述漂移区域中的所述第一导电类型的杂质的掺杂浓度高。

　　14.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中，当从平面图观察时，所述栅电极以条纹形图案和环形图案中的一种设置。

　　本公开涉及功率半导体器件、功率半导体芯片及其制造方法。该功率半导体器件包括：栅电极，从半导体基板的第一表面凹进至半导体基板的与第一表面相对设置的第二表面；发射器区域，包括第一导电类型的杂质，该发射器区域被设置为与设置有栅电极的沟槽和第一表面接触；收集器区域，包括与第一导电类型相对的第二导电类型的杂质，该收集器区域被设置为与第二表面接触；浮置区域，包括第二导电类型的杂质，该浮置区域在包围沟槽的底面的同时沿着沟槽的延伸方向朝向第二表面延伸；以及沟槽发射器区域，在沟槽中插入栅电极下方。

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