一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构及器件
摘要文本
本发明公开了一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构及器件，通过向JFET中引入平面栅极或者栅极母线及场氧层，改变了传统JFET的结构，通过平面栅极或栅极母线与其下方第一导电类型半导体的配合，当加电时，在电场作用下会使第一导电类型半导体反型，从而实现夹断，并且能有效减小夹断时的漏电流，能够产生高电流密度和低导通电阻。本发明将平面栅极或栅极母线垂直或平行于沟槽栅极，形成多种不同布局的元胞结构。本发明通过设置屏蔽区或掩埋区，能够有效保护栅氧层免受高电场影响。此外，本发明通过源极金属欧姆接触或接地，调节源接触区和接触区的离子浓度，改变两阱区、两屏蔽区、两掩埋区之间的距离等技术手段，能够有效降低器件在关断状态下的漏电流。
申请人信息
- 申请人:无锡芯动半导体科技有限公司
- 申请人地址:214000 江苏省无锡市锡山经济技术开发区荟智企业中心凤威路2号B312-182
- 发明人: 无锡芯动半导体科技有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构及器件 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311748149.3 |
| 申请日 | 2023/12/19 |
| 公告号 | CN117747611A |
| 公开日 | 2024/3/22 |
| IPC主分类号 | H01L27/02 |
| 权利人 | 无锡芯动半导体科技有限公司 |
| 发明人 | 姜利达; 刘昊; 朱洋洋; 洪涛 |
| 地址 | 江苏省无锡市锡山经济技术开发区荟智企业中心凤威路2号B312-182 |
专利主权项内容
1.一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构，其特征在于：自下而上依次设有漏极(111)、第一导电类型介质层(121)、第一导电类型缓冲层(122)、第一导电类型漂移层(123)及电流扩散层(124)，电流扩散层(124)中一边设有第一沟槽栅MOSFET(193)，另一边设有第二沟槽栅MOSFET(194)及位于其后方的第三沟槽栅MOSFET(195)，第一沟槽栅MOSFET(193)与第二沟槽栅MOSFET(194)之间设有第一平面栅JFET(191)，第一沟槽栅MOSFET(193)与第三沟槽栅MOSFET(195)之间设有第二平面栅JFET(192)；第一平面栅JFET(191)与第二平面栅JFET(192)结构相同且均为常开型，第二沟槽栅MOSFET(194)与第三沟槽栅MOSFET(195)结构相同，三个沟槽栅MOSFET均为常关型；第一沟槽栅MOSFET(193)包括第一沟槽栅极(13)，第一沟槽栅极(13)的左右两侧各有一个第一阱区(141)，每个第一阱区(141)上方均有一个第一源接触区(142)，左侧的第一源接触区(142)的左边设有第一接触区(143)，左侧的第一源接触区(142)和第一接触区(143)的上方设有第一左侧源极金属(145)，右侧的第一源接触区(142)的上方设有第一右侧源极金属(146)；第二沟槽栅MOSFET(194)包括第二沟槽栅极(15)，第二沟槽栅极(15)的左右两侧各有一个第二阱区(161)，每个第二阱区(161)上方均有一个第二源接触区(162)，右侧的第二源接触区(162)的右边设有第二接触区(163)，右侧的第二源接触区(162)和第二接触区(163)的上方设有第二右侧源极金属(166)，左侧的第二源接触区(162)上方设有第二左侧源极金属(165)；第一平面栅JFET(191)包括第一平面栅极(17)，第一平面栅极(17)下方设有第一导电类型半导体(18)，第一导电类型半导体(18)位于右侧的第一源接触区(142)与左侧的第二源接触区(162)之间；第二平面栅JFET(192)的第一导电类型半导体位于右侧的第一源接触区(142)与第三沟槽栅MOSFET(195)的左侧的源接触区之间；第一左侧源极金属(145)、第一右侧源极金属(146)、第二左侧源极金属(165)、第二右侧源极金属(166)、第三沟槽栅MOSFET(195)的左侧源极金属(1951)和右侧源极金属(1952)均连接源极(112)，第一沟槽栅极(13)、第二沟槽栅极(15)、第三沟槽栅MOSFET(195)的栅极、第一平面栅极(17)和第二平面栅JFET(192)的栅极均连接栅极(113)，第一平面栅极(17)和第二平面栅JFET(192)的栅极均垂直于三个沟槽栅MOSFET的栅极；其中，第一源接触区(142)、第二源接触区(162)和第三沟槽栅MOSFET(195)的源接触区均为第一导电类型，第一阱区(141)、第一接触区(143)、第二阱区(161)、第二接触区(163)、第三沟槽栅MOSFET(195)的阱区及接触区均为第二导电类型。