[实用新型]一种低EMI的VDMOS场效应管

说明书

本实用新型公开了半导体功率开关技术领域内的一种低EMI的VDMOS场效应管。该种低EMI的VDMOS场效应管，包括N+型重掺杂衬底，N+型重掺杂衬底上方生长有N型外延层，N型外延层上方设有N‑型外延层，N‑型外延层上部设有P型重掺杂阱区，P型重掺杂阱区上部设有N型重掺杂源区，N‑型外延层上方设有栅氧化层，栅氧化层上方设有多晶硅栅，多晶硅栅上方以及周面方淀积有钝化层，钝化层包覆多晶硅栅和栅氧化层上表面，钝化层以及N型重掺杂源区上方设有正面金属层，正面金属层包覆钝化层和N型重掺杂源区上表面。该种VDMOS场效应管既有开关速度快又有EMI低的特点，大幅提升了VDMOS管的可靠性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率开关技术领域，特别涉及一种低EMI的VDMOS场效应管。

背景技术

近年来，科学技术发展和功率半导体器件开关性能的不断改善，开关频率不断增加，电磁兼容问题显得尤为重要。功率VDMOS场效应管作为主要的功率开关管被广泛应用，器件在on/off的快速循环转换状态下，较高的开关瞬态电压变化率dv_R/dt和电流变化率di_R/dt会产生很高的EMI并辐射至周围电路，为了降低VDMOS场效应管在其电源工作时的电磁干扰，提高可靠性，需要在减少VDMOS场效应管开关损耗同时降低VDMOS场效应管的EMI。

VDMOS场效应管的EMI主要包括寄生电容引发的振荡、栅极电压的振荡以及体二极管引发的振荡这三个方面。针对寄生电容引发的振荡，传统做法是增大输入电容Cgs与Cgd，具体实施是减薄栅氧化层厚度，此方法牺牲了VDMOS场效应管的开关速度来降低开关过程中的di_R/dt、dv_R/dt，从而降低EMI。针对栅极电压引发的振荡，一般做法是增大栅电阻RG，具体实施是采用离子注入方式形成多晶硅栅电极，增大阻值；或者在VDMOS场效应管栅电极串联一个较大的电阻，两种方法虽能降低EMI，但是都牺牲了开关速度、增加了VDMOS场效应管的开关损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关速度快的低EMI的VDMOS场效应管。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型一种低EMI的VDMOS场效应管采用的如下技术方案：

一种低EMI的VDMOS场效应管，包括N+型重掺杂衬底，所述N+型重掺杂衬底下方设有背面金属层，所述N+型重掺杂衬底上方生长有N型外延层，所述N型外延层上方设有N-型外延层，所述N-型外延层上部设有P型重掺杂阱区，所述P型重掺杂阱区上部设有N型重掺杂源区，所述N-型外延层上方设有栅氧化层，所述栅氧化层上方设有多晶硅栅，所述多晶硅栅上方以及周面方淀积有钝化层，所述钝化层包覆所述多晶硅栅和所述栅氧化层上表面，所述钝化层以及所述N型重掺杂源区上方设有正面金属层，所述正面金属层包覆所述钝化层和所述N型重掺杂源区上表面，所述N型外延层的掺杂浓度大于所述N-型外延层的掺杂浓度且小于所述N+型重掺杂衬底的掺杂浓度，所述N型外延层的厚度小于所述N-型外延层的厚度，所述N型重掺杂源区的掺杂浓度大于所述N-型外延层的掺杂浓度。本步的有益效果在于：通过引入N型外延层作为缓冲层提升体二极管的软恢复软度，N型外延层的掺杂浓度处于N-型外延层的掺杂浓度和N+型重掺杂衬底的掺杂浓度之间，N型外延层的厚度小于N-型外延层，能够保证寄生体二极管在反向恢复过程中的缓冲效果，降低了VDMOS体二极管的di_R/dt、dv_R/dt，从而降低了VDMOS场效应管的EMI，提升了恢复软度；同时通过引入少子寿命控制技术，避免了提升二极管恢复软度所造成的反向恢复时间增加，使得VDMOS场效应管既有开关速度快又有EMI低的特点，大幅提升了VDMOS管的可靠性和稳定性。

进一步地，所述P型重掺杂阱区设有两个，每个所述P型重掺杂阱区上部分别设有所述N型重掺杂源区。

进一步地，两个所述P型重掺杂阱区相互对称设置，两个所述N型重掺杂源区相互对称设置。