[实用新型]一种浅沟道超结MOS半导体功率器件

说明书

本实用新型公开了一种浅沟道超结MOS半导体功率器件，该器件包括：N型重掺杂衬底，在N型重掺杂衬底上的N型轻掺杂漂移区，在N型轻掺杂漂移区上的N型重掺杂区和P型阱区，该N型重掺杂区设置在P型阱区中间，在P型阱区上且靠近N型重掺杂区的N型轻掺杂区，在N型轻掺杂区上的N型重掺杂源区，在远离栅结构区的N型重掺杂源区一侧相邻接的P型重掺杂源区，在P型阱区和N型重掺杂区上的栅结构区，该栅结构区采用多晶硅材料和高K绝缘材料，N型/P型重掺杂源区引出源极，栅结构引出栅极，N型重掺杂衬底下表面引出漏极。该器件通过N型轻掺杂区可以有效地减小栅沟道的比导通电阻，通过超结结构可以提高该器件的开关速度。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率技术领域，具体涉及一种浅沟道超结MOS半导体功率器件。

背景技术

功率半导体器件是任何电子系统不可缺少的电子器件，其主要应用在各种电源和驱动负载上。随着功率半导体器件的更新换代，新型功率半导体器件逐渐向实现节能、节材、环保和微型化等效益方面发展。

自80年代末期超结晶体管结构被首次提出以来，超结MOS器件就以其导通电阻小、导通速度快和开关损耗低等优点被广泛关注。而传统的超结MOS器件具有较大的栅沟道导通电阻，为了减小栅极的漏电流效应和降低栅驱动功率，本实用新型设计一种浅沟道超结MOS半导体功率器件。

实用新型内容

本实用新型为一种浅沟道超结MOS半导体功率器件，采用轻掺杂源极区，可以有效地降低栅沟道电阻所占比例，也可以防止热退化效应和减小栅沟道漏电流效应；采用超结MOS，可以有效地提高半导体功率器件的开关速度。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种浅沟道超结MOS半导体功率器件，包括：N型重掺杂衬底，N型轻掺杂漂移区，N型重掺杂区，P型阱区，N型轻掺杂区，N型重掺杂源区，P型重掺杂源区，栅结构区。

进一步设置，在N型重掺杂衬底上表面形成N型轻掺杂漂移区，该N型重掺杂衬底的面积比N型轻掺杂漂移区的面积小。

如此设置，采用N型轻掺杂漂移区，可以有效地实现电导调制效应。

进一步设置，在N型轻掺杂漂移区上设有N型重掺杂区和P型阱区，该N型重掺杂区设置在P型阱区中间，在P型阱区上且靠近N型重掺杂区设有N型轻掺杂区，在N型轻掺杂区上设有N型重掺杂源区，在远离栅结构区的N型重掺杂源区一侧设有与其相邻接的P型重掺杂源区，其中在N型轻掺杂漂移区上的N型重掺杂区的面积比P型阱区的面积小。

如此设置，采用N型轻掺杂区可以降低沟道比导通电阻、防止热退化效应和减小栅沟道漏电流效应。

进一步设置，在P型阱区和N型重掺杂区上设有栅结构区，该栅结构区采用多晶硅材料和高K绝缘材料，该高K绝缘材料是一种单质或者化合物或者几种相关薄膜叠加组成的材料。

如此设置，高K绝缘材料可以有效地改善栅极的漏电流效应。

进一步设置，N型/P型重掺杂源区引出源极，栅结构区引出栅极，N型重掺杂衬底下表面引出漏极，该源极、漏极和栅极的金属电极采用金属铜材料或者铝材料。

进一步设置，N型重掺杂衬底材料为半导体SiC基或者GaN基材料。

(三)有益效果

本实用新型专利采用源极区轻掺杂技术，可以降低沟道的比导通电阻，减少栅沟道漏电流效应，采用超结MOS技术，可以有效地提高开关速度。

附图说明

图1为本实用新型浅沟道超结MOS半导体功率器件的结构示意图。

附图标号：1、N型重掺杂衬底；2、N型轻掺杂漂移区；3、P型阱区；4、N型轻掺杂区；5、P型重掺杂源区；6、N型重掺杂源区；7、N型重掺杂区；8、栅结构区的绝缘介质；9、栅结构区的栅结构。