[發(fā)明專利]短溝道溝槽功率MOSFET

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780035730.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN109314142B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.米娜米薩瓦;L.諾勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立能源瑞士股份公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務(wù)所 11602
• 代理人: 王其文;張濤

1.一種功率半導(dǎo)體裝置，包括：

具有第一導(dǎo)電類型的襯底層(9)；

體層(6)，所述體層(6)被設(shè)置在所述襯底層(9)上，并且具有與所述第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型；

源極層(5)，所述源極層(5)被設(shè)置在所述體層(6)上，并且具有所述第一導(dǎo)電類型，其中所述體層(6)包括從所述源極層(5)延伸到所述襯底層(9)的溝道區(qū)，

電傳導(dǎo)柵極電極(10)，所述電傳導(dǎo)柵極電極(10)穿透所述體層(6)，用于控制所述溝道區(qū)的電傳導(dǎo)率，

柵極絕緣層(11)，所述柵極絕緣層(11)使所述電傳導(dǎo)柵極電極(10)與所述襯底層(9)、與所述體層6并且與所述源極層(5)電絕緣，

所述第一導(dǎo)電類型的補(bǔ)償層(15)，所述補(bǔ)償層(15)與所述溝道區(qū)直接相鄰地在所述源極層(5)與所述襯底層(9)之間在所述柵極絕緣層(11)上直接延伸，所述溝道區(qū)被定義為具有離所述補(bǔ)償層(15)小于0.1 μm的距離的所述體層(6)的一部分，其中：

，

其中，L_ch是溝道長(zhǎng)度，ε_CR是所述溝道區(qū)的電容率，ε_GI是所述柵極絕緣層(11)的電容率，t_COMP是所述補(bǔ)償層(15)沿與所述柵極絕緣層(11)和所述補(bǔ)償層(15)之間的界面正交的方向的厚度，以及t_GI是所述柵極絕緣層(11)的厚度，

其特征在于，所述補(bǔ)償層(15)的所述厚度t_COMP處于從1 nm至10 nm的范圍中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述補(bǔ)償層(15)的所述厚度t_COMP處于從2 nm至5 nm的范圍中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝道長(zhǎng)度(L_ch)小于0.5 μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝道長(zhǎng)度(L_ch)小于0.3 μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述補(bǔ)償層(15)中的摻雜濃度為至少1·10¹⁸ cm^-3。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述補(bǔ)償層(15)中的摻雜濃度為至少5·10¹⁸ cm^-3。

7.根據(jù)權(quán)利要求2和6中任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝道區(qū)中的摻雜濃度為至少5·10¹⁷ cm^-3。

8.根據(jù)權(quán)利要求2和6中任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝道區(qū)中的摻雜濃度為至少1·10¹⁸ cm^-3或者為至少5·10¹⁸ cm^-3。

9.根據(jù)權(quán)利要求2和6中任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，所述襯底層(9)、所述體層(6)、所述補(bǔ)償層(15)和所述源極層(5)是碳化硅層。