[发明专利]一种具有T型掩蔽层结构的碳化硅MOSFET器件

说明书

本发明涉及一种具有T型掩蔽层结构的碳化硅MOSFET器件，包括从下至上依次设置的漏电极、N型掺杂衬底层、N型漂移区和P型基区；所述P型基区上设置有P型源区和N型源区；所述P型基区的内部设置有槽栅结构，所述槽栅结构的底部延伸至所述N型漂移区的内部，所述槽栅结构的顶部延伸出所述P型基区的上表面；所述槽栅结构的下方设置有T型掩蔽层结构，且所述T型掩蔽层结构的上表面与所述槽栅结构的下表面接触；所述P型源区和所述N型源区上设置有源电极；所述槽栅结构上设置有栅电极。本发明的碳化硅MOSFET器件，通过在槽栅结构的底部增加T型掩蔽层结构，提高了器件的击穿电压，而且增大了器件的开关速度，同时也减少了器件的开关功耗。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种具有T型掩蔽层结构的碳化硅MOSFET器件。

背景技术

宽带隙半导体材料碳化硅具有较大的禁带宽度，较高的临界击穿电场，高热导率和高电子饱和漂移速度等优良物理和化学特性，适合制作高温、高压、大功率及抗辐照的半导体器件。在功率电子领域中，功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)已经被广泛引入，它具有栅极驱动简单，开关时间短等特点。

槽栅结构MOSFET是继MOSFET之后新发展的一种高效功率开关器件，它采用沟槽型栅极结构场效应管，不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(≥10⁸Ω)、驱动电流小(0.1μA左右)的优点，还具有耐高压、工作电流大、输出功率高、跨导线性好和开关速度快等优良特性。由于它将电子管与功率晶体管的优点集于一身，因此在开关电源、逆变器、电压放大器、功率放大器等电路中获得广泛应用。因此高击穿电压、大电流、低导通电阻是功率MOSFET器件最为关键的指标。

目前，在传统的槽栅结构MOSFET器件中已经能够通过设计使其达到较高的耐压水平，但是在实际应用中，槽栅结构MOSFET器件中的栅氧化层拐角处电场集中导致栅介质层击穿，使得器件在低于额定击穿电压下发生击穿，严重影响到器件的正向阻断特性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有T型掩蔽层结构的碳化硅MOSFET器件。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种具有T型掩蔽层结构的碳化硅MOSFET器件，包括从下至上依次设置的漏电极、N型掺杂衬底层、N型漂移区和P型基区；

所述P型基区上设置有P型源区和N型源区；

所述P型基区的内部设置有槽栅结构，所述槽栅结构的底部延伸至所述N型漂移区的内部，所述槽栅结构的顶部延伸出所述P型基区的上表面；

所述槽栅结构的下方设置有T型掩蔽层结构，且所述T型掩蔽层结构的上表面与所述槽栅结构的下表面接触；

所述P型源区和所述N型源区上设置有源电极；

所述槽栅结构上设置有栅电极。

在本发明的一个实施例中，两个所述P型源区均呈杆状，分别位于所述P型基区上表面的两端；

两个所述N型源区均呈杆状，分别位于两个所述P型源区的内侧且与对应侧的所述P型源区相接触；

所述槽栅结构包括栅介质沟槽和位于所述栅介质沟槽内部的导电材料，其中，所述栅介质沟槽伸出所述P型基区上表面的部分同时与两个所述N型源区的侧面接触。

在本发明的一个实施例中，所述P型源区呈环状，且环绕所述P型基区上表面的四周；

所述N型源区呈环状，位于所述P型源区环状的内侧；

且所述N型源区的外侧面与所述P型源区的内侧面相接触；