[實用新型]一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管

有效

• 申請號: 202220963571.5
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN217485453U
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張瑜潔;何佳;李佳帥;張長沙
• 申請（專利權）人: 瀏陽泰科天潤半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王牌

本實用新型提供了一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管，包括：碳化硅襯底，漂移層設于碳化硅襯底的上端面；漂移層上設有掩蔽層以及肖特基金屬層以及柵極絕緣層；所述掩蔽層頂部連接至所述肖特基金屬層底部，所述掩蔽層連接至所述柵極絕緣層；柵極設于所述柵極絕緣層內；源區底部分別連接所述漂移層以及肖特基金屬層，所述源區側面連接所述柵極絕緣層；源極金屬層連接至所述源區；柵極金屬層連接至所述柵極；以及漏極金屬層連接至所述碳化硅襯底下端面，采用了JBS結構，既有金半接觸的低開啟電壓又有PN結的高耐壓特性，在不損耗耐壓特性的基礎上降低了體二極管導通損耗。

技術領域

本實用新型涉及一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管。

背景技術

SiC器件的碳化硅(SiC)材料因其優越的物理特性，廣泛受到人們的關注和研究。其高溫大功率電子器件具備輸入阻抗高、開關速度快、工作頻率高、耐高溫高壓等優點，在開關穩壓電源、高頻加熱、汽車電子以及功率放大器等方面取得了廣泛應用。

然而由于SiC臨界擊穿場強特別高而柵氧質量較差，在槽柵型SiC MOSFET中，柵氧很容易被擊穿，尤其是在槽角處，電場集中，電場強度極大，故需要解決槽角處的電場強度過大問題。同時由于器件在實際應用中經常有時間出現體二極管續流的情況，而傳統的器件體二極管由于SiC材料特性，開啟電壓太高，造成了較大的損耗。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管，采用了JBS結構，既有金半接觸的低開啟電壓又有PN結的高耐壓特性，在不損耗耐壓特性的基礎上降低了體二極管導通損耗。

本實用新型是這樣實現的：一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管，包括：

一碳化硅襯底，

一漂移層，所述漂移層設于所述碳化硅襯底的上端面；所述漂移層上設有掩蔽層以及肖特基金屬層以及柵極絕緣層；所述掩蔽層頂部連接至所述肖特基金屬層底部，所述掩蔽層連接至所述柵極絕緣層；

一柵極，所述柵極設于所述柵極絕緣層內；

一源區，所述源區底部分別連接所述漂移層以及肖特基金屬層，所述源區側面連接所述柵極絕緣層；

一源極金屬層，所述源極金屬層連接至所述源區；

一柵極金屬層，所述柵極金屬層連接至所述柵極；

以及，一漏極金屬層，所述漏極金屬層連接至所述碳化硅襯底下端面。

進一步地，所述掩蔽層為P+型，所述掩蔽層的截面為L型。

本實用新型的優點在于：

一、該溝槽型SiC MOSFET器件在柵極下方槽角處有掩蔽層，該掩蔽層在柵氧槽角，即柵氧電場強度最高處，該掩蔽層可以有效降低槽角處電場強度，提高柵氧可靠性；

二、在掩蔽層上方，構建了金屬半導體基礎，構建肖特基結，可以在MOS二極管導通期間降低導通壓降，降低體二極管功耗；

三、同時該器件基本寄生的pn結二極管也參與導電，并能維持反向耐壓；

四、該肖特基結與原本器件結構里存在的pn結一起構成JBS二極管，該二極管的形成消除了雙極退化效應。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1是本實用新型一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管的結構示意圖。

圖2是本實用新型一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管的制造方法流程圖一。

圖3是本實用新型一種集成JBS的溝槽型SiC晶體管的制造方法流程圖二。