[发明专利]一种具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件

权利要求书

1.一种具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：包括n型4H-SiC衬底(1)，在n型4H-SiC衬底(1)上表面设有缓冲层(2)，缓冲层(2)上表面设有漂移区(3)，漂移区(3)上表面设有电流扩展层(4)，电流扩展层(4)中间隔镶嵌有p阱区(5)，每个p阱区(5)中镶嵌有一个n⁺源区(6)，每个n⁺源区(6)中镶嵌有一个p⁺接触区(7)，p⁺接触区(7)下端面与p阱区(5)接触，p⁺接触区(7)的宽度为W_p+，自芯片边缘至芯片中央，W_p+呈递增的非均匀分布规律，总递增幅度不小于0.5μm，且位于芯片边缘元胞的W_p+小于位于芯片中央元胞的W_p+；相邻p阱区(5)的上端面共同覆盖有一个栅氧化层(8)，该栅氧化层(8)同时覆盖在部分n⁺源区(6)以及n⁺源区(6)之间电流扩展层(4)上表面，栅氧化层(8)上表面设有多晶硅栅(9)，栅氧化层(8)和多晶硅栅(9)的外表面共同包裹有隔离介质层(10)；在p⁺接触区(7)、n⁺源区(6)以及隔离介质层(10)之上共同覆盖有源极(11)；n型4H-SiC衬底(1)下表面设有漏极(12)；还包括栅极(13)，栅极(13)覆盖于隔离介质层(10)上表面并与多晶硅栅(9)相连。

2.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的n型4H-SiC衬底(1)的厚度为100μm-500μm，直径为3英寸-8英寸。

3.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的缓冲层(2)采用n型4H-SiC材料，厚度为0.1μm-1.0μm，杂质浓度为1x10¹⁸cm^-3-1x10¹⁹cm^-3。

4.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的漂移区(3)采用n型4H-SiC材料，厚度为5.0μm-65μm，杂质浓度为1x10¹⁴cm^-3-2x10¹⁶cm^-3，杂质浓度自上表面至下表面呈梯度递增规律分布，杂质浓度递增梯度不小于1x10¹⁴cm^-4。

5.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的电流扩展层(4)采用n型4H-SiC材料，厚度为0.5μm-5.0μm，杂质浓度不低于漂移区(3)的杂质浓度，杂质浓度为1x10¹⁴cm^-3-2x10¹⁶cm^-3。

6.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的p阱区(5)的形状根据需要采用条形、圆形、环形、正四边形、正六边形以及正八边形中的一种或多种的组合，p阱区(5)的厚度为0.5μm-3.0μm，相邻p阱区(5)之间的间隔距离为0.5μm-5.0μm。

7.根据权利要求1所述的具有非均匀体二极管的SiC MOSFET器件，其特征在于：所述的n⁺源区(6)的厚度为0.1μm-0.5μm，n⁺源区(6)的杂质浓度为1x10¹⁸cm^-3-1x10¹⁹cm^-3。