[發明專利]一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構

在審

• 申請號: 202111402859.1
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114203821A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 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
• 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

本發明提供一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，從下至上依次為漏極金屬層、N+漏區、N?漂移區；電流擴展層CSL位于所述N?漂移區的上表面；P?base區位于所述電流擴展層CSL的上表面；P?plus區，N?source區均位于所述P?base區的上表面，并相互并排；P?shielding區位于所述N?漂移區的上表面，柵氧位于所述左側P?shielding區的上表面，多晶硅源位于所述右側P?shielding區的上表面，多晶硅柵位于所述柵氧的上表面；隔離氧位于所述N?source區、多晶硅柵的上表面；源極金屬區位于所述P?plus區、部分N?source區以及多晶硅源的上表面。本發明具有開關速度快、功率損耗低、反向恢復特性好的特點。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構。

背景技術

在電力電子系統應用中，SiC功率半導體器件常常需要承受很大的電壓，這就會使溝槽拐角處電場集中，導致器件提前擊穿。1998年J.Tan等人提出帶P型屏蔽區的SiC溝槽型功率MOSFET，器件擊穿時的電場峰值從柵氧化層轉移至P型屏蔽區與N型漂移區構成的PN結，提高了柵氧的可靠性，同時，引入電流擴展層進一步降低特征導通電阻，提高導電能力。然而，在其反向工作時，電流需要通過寄生體二極管，這不僅導致了較高的導通壓降，反向恢復能力也比較差。

發明內容

為了解決上述溝槽型SiC功率MOSFET存在的問題，本發明提出了一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET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內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，包括：

N-漂移區(3)；

N+漏極區(2)，位于所述N-漂移區(3)的下表面；

漏極金屬層(1)，位于所述N+漏極區(2)的下表面；

電流擴展層CSL分為左中右三部分，左側電流擴展層CSL(7-1)、中部電流擴展層CSL(7-2)、右側電流擴展層CSL(7-3)，均位于所述N-漂移區(3)的上表面；

P-base區分為左中右三部分，左側P-base區(5-1)、中部P-base區(5-2)、右側P-base區(5-3)，左側P-base區(5-1)位于所述左側電流擴展層CSL(7-1)上表面，中部P-base區(5-2)位于所述中部電流擴展層CSL(7-2)上表面，右側P-base區(5-3)位于所述左側電流擴展層CSL(7-3)上表面。

N-source區分為四部分，最左側N-source區(9-1)、中左側N-source區(9-2)、中右側N-source區(9-3)、最右側N-source區(9-4)，最左側N-source區(9-1)位于所述左側P-base區(5-1)的上表面，中左側N-source區(9-2)和中右側N-source區(9-3)均位于所述中部P-base區(5-2)的上表面，最右側N-source區(9-4)位于所述右側P-base區(5-3)的上表面；

P-plus區分為三部分，左側P-plus區(8-1)、中部P-plus區(8-2)、右側P-plus區(8-3)，左側P-plus區(8-1)位于所述左側P-base區(5-1)的上表面，所述最左側N-source區(9-1)的左側，中部P-plus區(8-2)位于所述中部P-base區(5-2)的上表面，所述中左側N-source區(9-2)和中右側N-source區(9-3)的中間，右側P-plus區(8-3)位于所述右側P-base區(5-3)的上表面，所述最右側N-source區(9-4)的右側；

多晶硅柵(6)；