[發明專利]集成高速反向續流二極管的雙極型碳化硅半導體功率器件

有效

• 申請號: 201910098138.2
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109860171B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 孔謀夫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L27/07
• 分類號: H01L27/07;H01L29/06;H01L29/10
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.集成高速反向續流二極管的雙極型碳化硅半導體功率器件，包括自上而下依次層疊設置的金屬化陰極(1)、N型漂移區(2)、金屬化陽極(3)，其中：

所述N型漂移區(2)的下表面為背面結構，所述背面結構包括：N型緩沖層(4)、N型陽極區(17)、P型陽極區(18)；所述N型陽極區(17)與P型陽極區(18)相鄰接、且均位于N型緩沖層(4)下方，兩者與金屬化陽極的上表面形成歐姆接觸；

所述N型漂移區(2)的上表面為正面結構，所述正面結構包括：第一P型區(5)、P型陰極區(6)、第一N型區(7)、第二P型區(8)、第二N型區(12)、溝槽(9)及溝槽內的氧化層(10)和柵極(11)；所述溝槽(9)開設于N型漂移區(2)上表面的一側，所述溝槽(9)內部填充有氧化層(10)，且氧化層(10)中設置有柵極(11)、氧化層(10)下方設置有第二P型區(8)；所述第一P型區(5)位于N型漂移區(2)的上方，所述P型陰極區(6)與第一N型區(7)相鄰接、且均位于第一P型區(5)的上方，所述P型陰極區(6)與第一N型區(7)的上方與金屬化陰極(1)形成歐姆接觸，所述第一P型區(5)、第一N型區(7)均與氧化層(10)相接觸；所述第二N型區(12)貫穿第一P型區(5)與P型陰極區(6)，且第二N型區(12)的上方與金屬化陰極(1)形成肖特基勢壘接觸，下方與N型漂移區相接觸。

2.按權利要求1所述集成高速反向續流二極管的雙極型碳化硅半導體功率器件，其特征在于，所述器件還包括第三N型區(13)，所述第三N型區(13)上、下分別與第一N型區(7)、N型漂移區(2)相接觸，左、右分別與第一P型區(5)、氧化層(10)相接觸。

3.集成高速反向續流二極管的雙極型碳化硅半導體功率器件，包括自上而下依次層疊設置的金屬化陰極(K)、N型漂移區、金屬化陽極(A)，其中：

所述N型漂移區2的下表面為背面結構，所述背面結構包括：N型緩沖層(4)、N型陽極區(17)、P型陽極區(18)；所述N型陽極區(17)與P型陽極區(18)相鄰接、且均位于N型緩沖層(4)下方，兩者與金屬化陽極的上表面形成歐姆接觸；

所述N型漂移區(2)的上表面為正面結構，所述正面結構包括：第一P型陰極區(6-1)、第二P型陰極區(6-2)、第一N型區(7)、第二P型區(8)、第二N型區(12)、第一溝槽(9)及溝槽內的氧化層(10)和柵極(11)、第二溝槽(15)；所述第一溝槽(9)開設于N型漂移區(2)上表面的一側，所述第一溝槽(9)內部填充有氧化層(10)，且氧化層(10)中設置有柵極(11)、氧化層(10)下方設置有第二P型區(8)；所述第二溝槽(15)開設于N型漂移區(2)上表面的另一側，所述第一P型陰極區(6-1)和第二P型陰極區(6-2)分別位于所述第二溝槽的下方和側方，所述第一N型區(7)位于第二P型陰極區(6-2)與氧化層之間，所述第一P型陰極區(6-1)、第二P型陰極區(6-2)與第一N型區(7)的上方均與金屬化源極(1)形成歐姆接觸；所述第二N型區(12)設置于第一P型陰極區(6-1)與第二P型陰極區(6-2)之間，與第一P型陰極區(6-1)、第二P型陰極區(6-2)、第一N型區(7)、氧化層(10)均相接觸，且上方與金屬化源極(1)形成肖特基勢壘接觸，下方與N型漂移區相接觸。

4.按權利要求3所述集成高速反向續流二極管的雙極型碳化硅半導體功率器件，其特征在于，所述器件還包括第一P型區(5)，所述第一P型區(5)上、下分別與第一N型區(7)、第二N型區(12)相接觸，左、右分別與第二P型陰極區(6-2)、氧化層(10)相接觸。