[發明專利]一種輻照加固的SiC超結MOS結構

有效

• 申請號: 202111167188.5
• 申請日: 2021-10-03
• 公開（公告）號: CN114050186B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 周新田;張仕達;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;H01L29/06;H01L29/16;H01L29/167;H01L29/423
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明提供一種輻照加固的SiC超結MOS結構，從下至上依次為N+漏區，P柱和N柱交替排列，位于N+漏區的上表面；左側P?base區、右側P?base區、左側N?source區、右側N?source區位于所述P?base5的上表面；左中右三個P柱在芯片內部連為一體，并與左側P?plus區、右側P?plus相連；柵氧位于所述左側N?source區部分區域、右側N?source區部分區域、左側P?base區的預設區部分區域、右側P?base區的預設區部分區域、部分N柱的上表面；多晶硅柵，位于柵氧與隔離氧之間，柵氧位于最上端。本發明具有較強的抗輻照能力，同時具有柵漏電容低、開關損耗低、短路能力強的特點。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種輻照加固的SiC超結MOS結構。

背景技術

超結結構的提出有效改善了MOS器件擊穿電壓和導通電阻的折中，其利用P型和N型半導體材料相互交替，在器件關態時可以使電場分布更加均勻，從而有效提高了器件的耐壓，因而可以采用低阻的外延片來實現更低導通電阻的需求。而對于SiC超結MOS來說，其同時具有SiC器件的全部優勢，因此是未來最具前景的功率半導體器件。然而在單粒子照射等環境下應用，其仍然受到輻照效應的影響，嚴重影響其在航空航天領域的應用。

發明內容

為了解決上述超結結構功率半導體器件存在的問題，本發明提出了一種輻照加固的SiC超結MOS結構。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明的一個實施例提供了一種輻照加固的SiC超結MOS結構，包括：

N+漏區(1)；

P柱分為三部分(2-1)、(2-2)、(2-3)，N柱分為兩部分(3-1)、(3-2)，并以(2-1)、(3-1)、(2-2)、(3-2)、(2-3)的順序交替排列，并位于所述N+漏區(1)的上表面；

P-base區(5)分為左右兩部分，左側P-base區(5-1)，位于所述N柱(3-1)的上表面，右側P-base區(5-2)，位于所述N柱(3-2)的上表面；

N-source區(4)分為左右兩部分，左側N-source區(4-1)，位于所述P-base區(5-1)的預設區的上表面，右側N-source區(4-2)，位于所述P-base區(5-2)的預設區的上表面；

P-plus區(8),分為左右兩部分，左側P-plus區(8-1)，位于所述P柱(2-1)的上表面，左側N-source區(4-1)、左側P-base區的預設區(5-1)的左側面，右側P-plus區(8-2)，位于所述P柱(2-3)的上表面，右側N-source區(4-2)、右側P-base區的預設區(5-2)的右側面；

柵氧(9)，位于所述左側N-source區(4-1)部分區域、右側N-source區(4-2)部分區域、左側P-base區的預設區(5-1)部分區域、右側P-base區的預設區(5-2)部分區域、部分N柱的上表面；

多晶硅柵(6)，位于所述柵氧(9)的上表面；

隔離氧(7)，位于所述多晶硅柵(6)的上表面；

左中右三個P柱(2-1)、(2-2)、(2-3)在芯片內部連為一體，并與左側P-plus區(8-1)、右側P-plus(8-2)相連。

優選的，所述柵氧厚度為40nm～150nm。

優選的，所述多晶硅柵的材料為多晶硅，該多晶硅為N型摻雜，摻雜元素為磷元素，摻雜濃度為1×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3。