[發明專利]累積型MOS溝道二極管結構

在審

• 申請號: 202011223439.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112349772A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 劉夢;吳郁;薛云峰;蘇曉山;雷正龍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;深圳吉華微特電子有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/45;H01L29/739
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 馮建華;彭濤

本發明涉及功率半導體器件技術領域，尤其涉及一種累積型MOS溝道二極管結構，包括陰極金屬、陽極金屬、N型襯底、N型外延層、P區、N型源區及槽柵組，所述N型襯底、N型外延層、P區、N型源區及槽柵設置在陰極金屬與陽極金屬之間，所述N型襯底一端與陰極金屬接觸，另一端與N型外延層的一端接觸，N型外延層的另一端部分與P區接觸，N型源區設置在陽極金屬、P區及槽柵組之間并分別與部分陽極金屬、部分P區及部分槽柵組接觸，部分所述槽柵組及部分P區分別與部分陽極金屬接觸。本發明的累積型MOS溝道二極管結構通過P區、N型源區與陽極金屬形成歐姆接觸，使得具有比肖特基勢壘更低的勢壘高度，有利于降低其在正向導通時的壓降。

【技術領域】

本發明涉及功率半導體器件技術領域，尤其涉及一種累積型MOS溝道二極管結構。

【背景技術】

市面上的PIN二極管在正向導通是壓降較高，并且雙極載流子導電使得PIN二極管的反向恢復時間較長，開關特性較差，而肖特基勢壘二極管的反向時間較短，具有較好的開關特性，但由于肖特基勢壘中存在鏡像電荷，在反向偏壓增大時，會使得肖特基勢壘的降低，導致反向漏電流隨著反向偏壓的增大而增大。

因此，現有技術，存在不足，需要改進。

【發明內容】

為克服上述的技術問題，本發明提供了一種累積型MOS溝道二極管結構。

本發明解決技術問題的方案是提供一種累積型MOS溝道二極管結構，包括陰極金屬、陽極金屬、N型襯底、N型外延層、P區、N型源區及槽柵組，所述N型襯底、N型外延層、P區、N型源區及槽柵設置在陰極金屬與陽極金屬之間，所述N型襯底一端與陰極金屬接觸，另一端與N型外延層的一端接觸，N型外延層的另一端部分與P區接觸，N型源區設置在陽極金屬、P區及槽柵組之間并分別與部分陽極金屬、部分P區及部分槽柵組接觸，部分所述槽柵組及部分P區分別與部分陽極金屬接觸。

優選地，所述槽柵組包括槽柵及槽柵氧化層，所述槽柵氧化層呈半包結構，所述槽柵氧化層的部分外表面與部分N型外延層接觸，所述槽柵氧化層的內表面與槽柵接觸，所述槽柵氧化層還分別與陽極金屬及N型源區接觸，所述N型源區通過與槽柵氧化層接觸實現與槽柵組接觸。

優選地，所述累積型MOS溝道二極管結構還包括N型溝道，所述N型溝道設置在N型外延層、N型源區、P區及槽柵組之間并分別與N型外延層、N型源區、P區及槽柵組接觸。

優選地，所述累積型MOS溝道二極管結構為寬禁帶材料二極管。

優選地，所述N型外延層的厚度為1-12μm，其摻雜濃度為1×10¹⁵/cm³～1×10¹⁷/cm³；所述N型源區的深度為0.1-1μm，其摻雜濃度為1×10¹⁷/cm³～1×10²¹/cm³。

優選地，所述N型溝道的摻雜濃度為1×10¹⁵/cm³～1×10¹⁷/cm³，且所述N型溝道區的摻雜濃度不低于N型外延層的摻雜濃度。

優選地，所述槽柵的深度為0.5-3μm，所述槽柵氧化層的厚度為40-90nm。

優選地，所述P區的深度為1-4μm且大于槽柵的深度，其摻雜濃度為1×10¹⁷/cm³～1×10²⁰/cm³。

優選地，所述P區與槽柵的寬度比取值范圍為1-2。