[发明专利]一种新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件和模块

说明书

本发明适用于功率半导体技术领域，提供了一种新型互联耐高压耗尽型功率SICMOSFETs器件和模块，通过设置包括SIC衬底、SIC外延层、二维材料薄膜层、氧化物薄膜层和栅电极层、阳极金属；SIC衬底的底部设置有阳极金属；SIC外延层设置在SIC衬底的顶部；二维材料薄膜层位于SIC外延层的顶部；氧化物薄膜层设置在二维材料薄膜层的顶部；栅电极层设置在氧化物薄膜层的顶部，从而可以制备本发明的互联耐高压耗尽型功率SICMOSFETs器件，适用范围更广，适用更安全。

技术领域

本发明属于功率半导体技术领域，尤其涉及一种新型互联耐高压耗尽型功率SICMOSFETs器件和模块。

背景技术

传统以硅为材料的功率半导体，正逐渐面临发展瓶颈，碳化硅功率器件的能量损耗只有硅器件的功率30％-80％，发热量也只有硅器件的50％，且有更高的电流密度。在相同功率等级下，碳化硅功率模块的体积显著小于硅(Si)功率模块，在电力电子、国防工业等领域有广阔应用前景，国家各级政府在政策给予大力支持，是国家重点引导产业之一。

发明内容

本发明提供一种新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件和模块，旨在对新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件和模块进行研发。

本发明是这样实现的，一种新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件，包括SIC衬底、SIC外延层、二维材料薄膜层、氧化物薄膜层和栅电极层、阳极金属；

所述SIC衬底的底部设置有所述阳极金属；

所述SIC外延层设置在所述SIC衬底的顶部；

所述二维材料薄膜层位于所述SIC外延层的顶部；

所述氧化物薄膜层设置在所述二维材料薄膜层的顶部；

所述栅电极层设置在所述氧化物薄膜层的顶部；

所述SIC外延层的表面上通过注入离子形成位于两侧的第一区域和位于中部的第二区域；所述二维材料薄膜层在位于所述第一区域和所述第二区域的位置均开设有沟道；所述第一区域上的沟道处覆盖有第一金属层；所述第二区域的沟道处覆盖有第二金属层；

所述第一区域与所述SIC外延层为不同导电类型；

所述第二区域与所述SIC外延层为相同的导电类型。

优选的，所述二维材料薄膜层为MoS₂、BN材料、Bi₂Te₃或Bi₂Se₃。

优选的，所述氧化物薄膜层为SiO₂或Al₂O₃。

优选的，所述所述二维材料薄膜层的厚度范围为20～30nm。

优选的，所述SIC衬底为碳化硅材料。

优选的，所述沟道采用干法刻蚀或湿法刻蚀制备而成。

优选的，所述沟道采用ICP-RIE刻蚀法制备而成。

本发明还提供一种SIC MOSFETs模块，其包括上述任意一种新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种新型互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件和模块，通过设置包括SIC衬底、SIC外延层、二维材料薄膜层、氧化物薄膜层和栅电极层、阳极金属；SIC衬底的底部设置有阳极金属；SIC外延层设置在SIC衬底的顶部；二维材料薄膜层位于SIC外延层的顶部；氧化物薄膜层设置在二维材料薄膜层的顶部；栅电极层设置在氧化物薄膜层的顶部，从而可以制备本发明的互联耐高压耗尽型功率SIC MOSFETs器件，适用范围更广，适用更安全。