[發明專利]一種帶軟恢復體二極管的超結功率MOSFET

有效

• 申請號: 201810072735.3
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108231903B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 林智;袁琦;韓姝;胡盛東;周建林;唐枋;周喜川
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種帶軟恢復體二極管的超結功率MOSFET，其特征在于：所述超結功率MOSFET由多個重復元胞結構相互拼接而成；

所述元胞結構包含漏電極(01)、源電極(02)、柵電極(03)、源區(10)、源體區(20)、第一漂移區(11)、第二漂移區(21)、襯底區(12)、柵區(30)和絕緣層(40)；

所述元胞結構呈上表面不規則的柱狀，所述漏電極(01)置于最底層，所述襯底區(12)的下表面與所述漏電極(01)完全貼合；

所述第一漂移區(11)的一側與第二漂移區(21)的一側相互接觸，所述第一漂移區(11)的另一側與第二漂移區(21)的另一側分別形成元胞結構外表面，所述襯底區(12)的兩側分別與元胞結構的外表面齊平，且襯底區(12)在所述第一漂移區(11)一側的外表面高于在所述第二漂移區(21)的外表面；

所述襯底區(12)在所述第一漂移區(11)一側的上表面向上凸起，且襯底區(12)的凸起部分上表面與所述第一漂移區(11)的下表面完全接觸，且延伸至第二漂移區(21)內，所述第二漂移區(21)的下表面與所述襯底區(12)非凸起部分上表面相互接觸，所述第二漂移區(21)的上表面面積大于其下表面面積；

所述源區(10)嵌入所述源體區(20)，且所述源區(10)的上表面與所述源體區(20)的上表面齊平，所述源體區(20)的下表面與所述第二漂移區(21)的上表面完全接觸，所述源體區(20)的外側與元胞結構的外表面齊平，所述源體區(20)內側與所述第一漂移區(11)接觸；

所述源電極(02)的下表面分別與所述源區(10)的上表面與所述源體區(20)的上表面接觸；

所述柵電極(03)、柵區(30)和絕緣層(40)依次層疊設置，所述絕緣層(40)的表面還與所述源區(10)、源體區(20)和第一漂移區(11)接觸；

所述源區(10)、第一漂移區(11)、襯底區(12)、源體區(20)、第二漂移區(21)和柵區(30)均由半導體材料制成，所述漏電極(01)、源電極(02)和柵電極(03)均由金屬材料制成；

所述源區(10)、第一漂移區(11)、襯底區(12)、柵區(30)與所述源體區(20)、第二漂移區(21)的摻雜類型不同；

當所述源區(10)、第一漂移區(11)、襯底區(12)和柵區(30)的摻雜類型為N型時，所述源體區(20)、第二漂移區(21)的摻雜類型為P型；

當所述源區(10)、第一漂移區(11)、襯底區(12)和柵區(30)的摻雜類型為P型時，所述源體區(20)、第二漂移區(21)的摻雜類型為N型。

2.根據權利要求1所述的一種帶軟恢復體二極管的超結功率MOSFET，其特征在于：所述柵電極(03)、柵區(30)和絕緣層(40)依次層疊設置且均向外凸起，所述絕緣層(40)的下表面分別與所述源區(10)、源體區(20)和第一漂移區(11)接觸；

所述襯底區(12)與所述第二漂移區(21)接觸的面積大于與所述第一漂移區(11)接觸的面積。

3.根據權利要求2所述的一種帶軟恢復體二極管的超結功率MOSFET，其特征在于：所述襯底區(12)基于非凸起部分上表面分為兩部分，其中凸起部分劃分為緩沖區(14)，所述緩沖區(14)由半導體材料制成且摻雜類型與所述源區(10)相同，所述緩沖區(14)的摻雜濃度低于所述襯底區(12)非凸起部分的摻雜濃度，且所述緩沖區(14)的摻雜濃度高于所述第一漂移區(11)的摻雜濃度。

4.根據權利要求2所述的一種帶軟恢復體二極管的超結功率MOSFET，其特征在于：所述元胞結構還包含輔助區(15)，所述輔助區(15)由半導體材料制成且摻雜類型與所述源區(10)相同，所述輔助區(15)的下表面與所述襯底區(12)非凸起部分上表面完全接觸，所述輔助區(15)的一側與所述襯底區(12)的凸起部分一側相互接觸，所述輔助區(15)的外表面與所述第二漂移區(21)的外表面齊平，所述輔助區(15)的上表面與所述第二漂移區(21)的下表面接觸。