一种碳化硅MOSFET器件的元胞结构及功率半导体器件的制作方法

文档序号:25029229发布日期:2021-05-11 16:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,包括:

位于第一导电类型衬底层上的第一导电类型漂移区;

位于所述漂移区表面内的第二导电类型阱区;

位于所述阱区表面内的增强区,其中所述阱区的表面未被所述增强区完全覆盖;

位于所述增强区、阱区以及漂移区上且与它们同时接触的栅极绝缘层,以及位于所述栅极绝缘层上的栅极;

位于所述增强区上的用于形成欧姆接触的源极金属,其中所述源极金属不与所述栅极绝缘层和栅极接触;以及

位于所述阱区和所述漂移区上的肖特基金属,所述肖特基金属与所述漂移区形成肖特基接触,其中所述肖特基金属比所述源极金属更加远离所述栅极绝缘层和栅极。

2.如权利要求1所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述肖特基金属的一部分覆盖在一部分所述源极金属上,以与所述源极金属形成电连接。

3.如权利要求1所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述肖特基金属与所述源极金属分离设置,并且所述肖特基金属与所述源极金属通过其上方的二次金属形成电连接。

4.如权利要求1所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述漂移区内部还设置有不与所述漂移区上的肖特基金属和栅极绝缘层接触的第一导电类型阻挡层,其中所述阻挡层用于阻挡所述阱区中的部分载流子向所述漂移区注入。

5.如权利要求4所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述阻挡层以与所述阱区接触的方式设置在所述漂移区内部。

6.如权利要求5所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述阻挡层仅与所述阱区部分区域接触。

7.如权利要求6所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述阻挡层仅与所述阱区的底部接触。

8.如权利要求4所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述阻挡层以不与所述阱区接触的方式设置在所述漂移区内部。

9.如权利要求1所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述增强区包括第一导电类型增强源区;

所述源极金属除位于所述增强区中的第一导电类型增强源区上,还同时位于所述阱区上。

10.如权利要求1所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构,其特征在于,

所述增强区包括第一导电类型增强源区和第二导电类型增强接触区,其中,所述第一导电类型增强源区比第二导电类型增强接触区更加靠近所述栅极;

所述源极金属位于所述增强区中的所述第一导电类型增强源区和所述第二导电类型增强接触区上。

11.一种碳化硅mosfet功率半导体器件,其特征在于,

所述功率半导体器件设置有若干如权利要求1至10中任意一项所述的碳化硅mosfet器件的元胞结构。


技术总结
本发明公开了一种碳化硅MOSFET元胞结构及功率半导体器件,包括:第一导电类型衬底层;位于第一导电类型衬底层上方的第一导电类型漂移区;在第一导电类型漂移区上方依次设置第一导电类型阻挡层、第二导电类型阱区和第一导电类型增强源区,其中第一导电类型阻挡层浓度大于第一导电类型漂移区的浓度;在第一导电类型漂移区表面还设置有源极金属和肖特基金属,并分别形成欧姆接触和肖特基接触;本发明通过在碳化硅MOSFET元胞内集成SBD,使模块封装时无需额外封装SBD,降低了封装成本,减少了键合线的寄生电感。同时通过在MOSFET元胞中第二导电类型阱区与第一导电类型漂移区的PN结附近漂移区侧设置有高浓度的第一导电类型阻挡层,有效的抑制第二导电类型阱区载流子向第一导电类型漂移区的注入,改善了碳化硅双极退化现象,并提高了器件的可靠性。

技术研发人员:戴小平;王亚飞;陈喜明;唐龙谷;李诚瞻;王彦刚
受保护的技术使用者:株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日:2019.11.08
技术公布日:2021.05.11
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