[实用新型]一种高压超结MOSFET结构有效

专利信息
申请号: 202022247870.2 申请日: 2020-10-10
公开(公告)号: CN213782020U 公开(公告)日: 2021-07-23
发明(设计)人: 张艳旺;钱振华 申请(专利权)人: 无锡橙芯微电子科技有限公司
主分类号: H01L29/06 分类号: H01L29/06;H01L29/78;H01L23/552
代理公司: 浙江英普律师事务所 33238 代理人: 王晓岗
地址: 214000 江苏省无锡市滨湖区*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 高压 mosfet 结构
【说明书】:

实用新型公开了一种高压超结MOSFET结构,其包括N+衬底;超结区,超结区位于所述N+衬底上面;所述超结区包括第一P柱;N柱,N柱位于所述第一P柱外侧;第二P柱,第二P柱位于所述N柱外侧;本实用新型中的高压超结MOSFET结构是在Poly gate(多晶栅极)中间下面设置有数个PNPNPN交替出现的pillar(柱子),实现了在不改变现有工艺以及其它参数几乎不变的情况下,使SJMOS(超级结金属氧化物半导体)器件的RSP(比导通电阻)及EMI(电磁干扰)性能提升,从而提升器件的竞争力。

技术领域

本实用新型涉及压控型功率器件制作领域,特别涉及一种高压超结MOSFET 结构(SJMOS)。

背景技术

VDMOSFET(高压功率MOSFET)可以通过减薄漏端漂移区的厚度来减小导通电阻,然而,减薄漏端漂移区的厚度就会降低器件的击穿电压,因此在VDMOSFET 中,提高器件的击穿电压和减小器件的导通电阻是一对矛盾,超结MOSFET采用新的耐压层结构,利用一系列的交替排列的P型和N型半导体薄层,在较低反向电压下将P型N型区耗尽,实现电荷相互补偿,从而使N型区在高掺杂浓度下实现高的击穿电压,从而同时获得低导通电阻和高击穿电压,打破传统功率 MOSFET导通电阻的理论极限;而超结MOSFET具有导通损耗低,栅极电荷低,开关速度快,器件发热小,能效高的优点,产品可广泛用于个人电脑、笔记本电脑、上网本或手机、照明(高压气体放电灯)产品以及电视机(液晶或等离子电视机) 和游戏机等高端消费电子产品的电源或适配器。

虽然,目前超结MOSFET已经越来越广泛的开始替代常规VDMOSFET,但是超结(superjunction)在带来优异性能的同时也有其固有缺点,其一便是过快的开关速度,导致器件EMI问题频发,另外一个就是在追求越来越低的RSP同时,其P/N柱(pillar)也需要越来越窄,当器件pitch缩窄至5um以下时,其过窄的 pitch普遍会导致poly(多晶)下方的JFET(结效应晶体管)电阻急剧增加,影响器件性能。本实用新型结构设计在常规multi-EPIlayer(多重外延层数)基础上通过更改顶层poly gate设计(本实用新型称之为wide polygate(宽多晶栅)),消除了普通SJMOS因为pitch过窄引起的JFET电阻增大的问题,同时增加的poly 面积,可以使得器件ciss(输入电容)增大,降低器件的开关速度,进而改善EMI 性能。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷,本实用新型提供了一种高压超结MOSFET结构,其包括N+衬底;超结区,超结区位于所述N+衬底上面;所述超结区包括第一P柱; N柱,N柱位于所述第一P柱外侧;第二P柱,第二P柱位于所述N柱外侧;本实用新型中的高压超结MOSFET结构是在Poly gate(多晶栅极)中间下面设置有数个PNPNPN交替出现的pillar(柱子),实现了在不改变现有工艺以及其它参数几乎不变的情况下,使SJMOS(超级结金属氧化物半导体)器件的RSP(比导通电阻)及EMI(电磁干扰)性能提升,从而提升器件的竞争力。

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种高压超结MOSFET结构,其包括N+衬底;

超结区,超结区位于所述N+衬底上面;

所述超结区包括第一P柱;

N柱,N柱位于所述第一P柱外侧;

第二P柱,第二P柱位于所述N柱外侧;

还包括P阱,P阱位于所述超结区上面,且P阱与所述第二P柱相连;

还包括N+源区,N+源区设置在所述P阱上面;

还包括JFET区,JFET区位于所述超结区上面,且JFET区与所述第一P柱以及所述N柱相连;

还包括源极,源极与所述P阱以及所述N+源区相连;

还包括漏极,漏极与所述N+衬底相连;

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