[发明专利]一种碳化硅MOS场效应晶体管

说明书

本发明涉及一种碳化硅MOS场效应晶体管，属于高功率半导体技术领域。本发明MOSFET的P型基区突出进入到JFET区0.3um，在反向状态的时候，进入JFET区的P型基区起到屏蔽电场，且保护场氧的作用。本发明器件的栅氧最高场强为1MV/cm，有效提高了栅氧化层的可靠性。此外，进入JFET区的P型基区减小了栅极与漏极的接触面积，栅漏电容会减小，且本发明器件的反向传输电容为6.5pF/cm²，与传统结构相比减小了62％，提高了器件的高频特性。

技术领域

本发明属于高功率半导体技术领域，具体涉及一种碳化硅MOS场效应晶体管。

背景技术

SiC的临界击穿电场是Si材料的将近10倍左右，所以其耐压也比硅基器件高很多，SiC材料的热导率是Si热导率的三倍之多，具有良好的散热能力，所以SiC材料比Si更适宜使用在高温环境中。同时，SiC还是目前所有化合物半导体材料中唯一能够由氧化形成SiO2的材料，这对制作MOS场效应晶体管等半导体器件非常有利。

SiC MOSFET器件有很多目前普遍使用的Si基器件没有的优点以及可以适用于更严格的应用条件。SiC MOSFET的损耗比Si IGBT更低，而更低的损耗代表芯片会产生更少的热量，从而使系统的效率得到提高。同时，SiC芯片面积越来越小，散热元件的尺寸和数量也会相应减小，比如减少甚至不使用散热风扇，从而减小整个功率系统的尺寸和重量。因此，SiC MOSFET器件因其比导通电阻低、工作频率高和高温条件下工作稳定等特点已被广泛应用于高压、高效的变换器中。器件损耗是功率系统中需要考虑的重要因素，也是当前制约功率系统的工作频率上限的关键因素。在SiC MOSFET中，在高频情况下，需要尽可能的减小反向传输电容和栅漏电荷的大小，以此来获得高速和低损耗的性能。本发明旨在减小器件的开关损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种碳化硅MOS场效应晶体管。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种碳化硅MOS场效应晶体管，包括漏极、N+衬底、N-漂移区、第一P型基区、第二P型基区、第一N+源区、第二N+源区、JFET区、第一栅介质、第二栅介质、第一栅电极、第二栅电极、第一源极、第二源极和肖特基电极；

所述漏极、所述N+衬底和所述N-漂移区从下至上依次层叠设置，所述第一P型基区和所述第二P型基区分别位于所述N-漂移区上方的两端；所述第一N+源区位于所述第一P型基区的部分上层，所述第二N+源区位于所述第二P型基区的部分上层；所述第一源极位于所述第一P型基区上方的一端，第一栅介质位于所述第一N+源区上，所述第二源极位于所述第二P型基区上方的一端，第二栅介质位于所述第二N+源区上；所述第一栅介质和所述第二栅介质中分别具有第一栅电极和第二栅电极；

所述JFET区位于所述第一P型基区和所述第二P型基区之间的所述N-漂移区上；所述肖特基电极位于所述JFET区上；

所述第一P型基区和第二P型基区分别突入进JFET区0.3um。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述JFET区还位于所述第一P型基区和所述第二P型基区上。

进一步的，所述第一栅电极和所述第二栅电极为多晶硅栅极。

进一步的，所述第一栅介质和所述第二栅介质为SiO₂。

本发明的有益效果是：本发明器件中的第一P型基区和第二P型基区分别突出进入到JFET区0.3um，在反向状态的时候，突入进JFET区的第一P型基区和第二P型基区会起到屏蔽电场，且保护场氧的作用。此外，突入进JFET区的P型基区减小了栅极与漏极的接触面积，栅漏电容会减小，减小了开关损耗，提高了器件的高频特性。

附图说明