[發(fā)明專利]半導(dǎo)體超結(jié)功率器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911184048.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112864221B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔軼;劉偉;袁愿林;劉磊;王睿
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州東微半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L27/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，包括由多個超結(jié)MOSFET單元組成的超結(jié)MOSFET單元陣列，該超結(jié)MOSFET單元包括位于n型漂移區(qū)頂部的p型體區(qū)，位于p型體區(qū)下方的p型柱狀摻雜區(qū)，位于p型體區(qū)內(nèi)的n型源區(qū)，位于p型體區(qū)之上柵介質(zhì)層，位于柵介質(zhì)層之上的柵極和n型浮柵，且在橫向上，柵極位于靠近n型源區(qū)的一側(cè)，n型浮柵位于靠近n型漂移區(qū)的一側(cè)，柵極通過電容耦合作用于n型浮柵；位于柵介質(zhì)層中的一個開口，n型浮柵通過所述開口與p型體區(qū)接觸形成p?n結(jié)二極管。本發(fā)明實施例提高了半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的反向恢復(fù)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體超結(jié)功率器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種反向恢復(fù)速度快的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的等效電路如圖1所示，包括源極101、漏極102、柵極103和體二極管104，其中，體二極管104是半導(dǎo)體超結(jié)功率器件中的本征寄生結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的工作機(jī)理是：1)當(dāng)柵源電壓Vgs小于半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的閾值電壓Vth，漏源電壓Vds大于0V時，半導(dǎo)體超結(jié)功率器件處于關(guān)斷狀態(tài)；2)當(dāng)柵源電壓Vgs大于半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的閾值電壓Vth，漏源電壓Vds大于0V時，半導(dǎo)體超結(jié)功率器件正向開啟，此時電流從漏極經(jīng)柵極處的電流溝道流到源極。現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件在關(guān)斷時，當(dāng)漏源電壓Vds小于0V時，半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的體二極管處于正偏壓狀態(tài)，反向電流從源極經(jīng)體二極管流至漏極，此時體二極管的電流存在注入少子載流子現(xiàn)象，而這些少子載流子在半導(dǎo)體超結(jié)功率器件再一次開啟時進(jìn)行反向恢復(fù)，導(dǎo)致較大的反向恢復(fù)電流，反向恢復(fù)時間長。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種反向恢復(fù)速度快的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件因少子載流子注入問題造成的反向恢復(fù)時間長的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，包括：

n型漏區(qū)，位于所述n型漏區(qū)之上的n型漂移區(qū)，以及由多個超結(jié)MOSFET單元組成的超結(jié)MOSFET單元陣列，所述超結(jié)MOSFET單元包括：

p型體區(qū)，所述p型體區(qū)位于所述n型漂移區(qū)頂部；

位于所述p型體區(qū)下方的p型柱狀摻雜區(qū)；

位于所述p型體區(qū)內(nèi)的n型源區(qū)；

位于所述p型體區(qū)之上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層、柵極和n型浮柵，所述柵極和所述n型浮柵位于所述柵介質(zhì)層之上，且在橫向上，所述柵極位于靠近所述n型源區(qū)的一側(cè)，所述n型浮柵位于靠近所述n型漂移區(qū)的一側(cè)，所述柵極通過電容耦合作用于所述n型浮柵；

位于所述柵介質(zhì)層中的一個開口，所述n型浮柵通過所述開口與所述p型體區(qū)接觸形成p-n結(jié)二極管。

可選的，本發(fā)明的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，所述柵極延伸至所述n型浮柵之上。

可選的，本發(fā)明的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，所述柵極延伸至所述n型浮柵之上且覆蓋所述n型浮柵靠近所述n型漂移區(qū)一側(cè)的側(cè)壁。

可選的，本發(fā)明的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，所述開口位于所述n型浮柵下方且靠近所述n型漂移區(qū)的一側(cè)。

可選的，本發(fā)明的半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，在超結(jié)MOSFET單元陣列中，至少有一個所述超結(jié)MOSFET單元的柵極與所述n型源區(qū)電性連接。

本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體超結(jié)功率器件，在正向阻斷狀態(tài)和正向開啟時具有高閾值電壓；在反向?qū)〞r超結(jié)MOSFET單元具有低閾值電壓，使得超結(jié)MOSFET單元在低柵極電壓(或0V電壓)下導(dǎo)通，從而能夠增加流過超結(jié)MOSFET單元的反向電流，減少流過半導(dǎo)體超結(jié)功率器件中寄生的體二極管的電流，提高半導(dǎo)體超結(jié)功率器件的反向恢復(fù)速度。

附圖說明