[發明專利]一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構

有效

• 申請號: 201911040815.1
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110729356B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 周新田;龐浩洋;賈云鵬;胡冬青;吳郁
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，包括：

N-漂移層（3）；

襯底層（2），位于所述N-漂移層（3）的下表面；

漏極金屬（1），位于所述襯底層（2）的下表面；

JFET區（4），位于所述N-漂移層（3）的上表面；

P-base區（5），位于所述JFET區（4）的兩側；

N+源區（6），位于左右P-base區（5）的預設區域的上表面；

P-plus區（7），位于所述左右P-base區（5）的預設區域的上表面，且位于N+源區（6）外側；

MOSFET柵氧（9），位于左側N+源區（6）、左側P-base區（5）以及部分JFET區（4）的上表面；

溝道二極管柵氧（12），位于右側N+源區（6）、右側P-base區（5）以及部分JFET區（4）的上表面，厚度要小于所述MOSFET柵氧，且與MOSFET柵氧（9）相鄰；

MOSFET多晶硅柵（8），位于所述MOSFET柵氧（9）的上表面；

溝道二極管多晶硅柵（13），位于所述溝道二極管柵氧（12）的上表面，且與MOSFET多晶硅柵（8）構成分裂柵結構；

隔離氧（10），位于所述MOSFET多晶硅柵（8）、溝道二極管多晶硅柵（13）以及裸露的MOSFET柵氧（9）和溝道二極管柵氧（12）的上表面；

源極金屬（11），位于所述N+源區（6）、P-plus區（7）及隔離氧（10）的上表面，且與所述溝道二極管多晶硅柵（13）通過接觸孔相連。

2.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述MOSFET柵氧（9）厚度為50nm～150nm。

3.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述溝道二極管柵氧（12）厚度為10nm～50nm。

4.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述MOSFET多晶硅柵（8）和溝道二極管多晶硅柵（13）的水平間距為0.2μm～1μm。

5.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述源極金屬（11）與溝道二極管多晶硅柵（13）的接觸孔長度為0.2μm～1μm。

6.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述MOSFET多晶硅柵（8）和溝道二極管多晶硅柵（13）的材料為多晶硅，該多晶硅為N型摻雜，摻雜元素為P元素，摻雜濃度為1×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3。

7.按照權利要求1所述的一種具有內嵌溝道二極管的SiC MOSFET結構，其特征在于，所述的JFET區（4）為N型SiC，摻雜元素為N元素，摻雜濃度為1×10¹⁷～5×10¹⁷cm^-3，厚度為1～2μm。