[发明专利]一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET

说明书

本发明涉及一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET，属于功率半导体器件技术领域。本发明的一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET（绝缘栅型场效应晶体管）可以将密勒电容上的充放电电流通过单片集成的BJT（双极型晶体管）泄放到源极且只产生少量的栅源压降，这有效的降低了由于密勒电容充放电而造成的功率MOSFET误开启的风险，极大程度的提高了器件的短路鲁棒性。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET。

背景技术

功率MOSFET被广泛应用于电力电子领域。相比于双极型器件（例如IGBT），功率MOSFET具有更低的开关损耗，这让其在高频应用场景下更具竞争力。

但是更高的开关速度带来的是dv/dt的增大，尤其在桥式电路中，Switch节点电压的快速变化会造成功率MOSFET中的密勒电容快速充放电，并且该充放电电流会通过外围的驱动回路在功率MOSFET的栅极和源极之间形成电势差，这一电势差达到一定的量级会导致器件误开启，从而上下管穿通短路，最终器件烧毁。因此，为了防止在高频应用中密勒电容充放电造成器件短路，而亟需开发出一种新型的功率MOSFET为密勒电容的充放电电流提供低阻的泄放路径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET，在高频率应用中，为功率MOSFET的密勒电容的充放电电流提供低阻的泄放通道，防止该电流在功率MOSFET的栅极和源极之间形成电势差造成器件误开启。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种具有密勒钳位功能的功率MOSFET，包括用于密勒钳位的BJT，以及设置在所述BJT（双极型晶体管）两侧的MOSFET元胞1；

所述BJT包括由下至上依次层叠设置的漏极金属3、N+型衬底4和N-型外延层5；

所述N-型外延层5的顶层中具有第一P型阱区6，所述第一P型阱区6的顶层中具有间隔设置的N型阱区7和第一P+欧姆接触区10，所述N型阱区7位于所述第一P+欧姆接触区10的两侧；所述N型阱区7中具有间隔设置的第二P+欧姆接触区8和第一N+欧姆接触区9；

所述第一P+欧姆接触区10的第一部分上具有源极金属11，所述第一P+欧姆接触区10的第二部分、所述第一P型阱区6、所述N型阱区7、所述第二P+欧姆接触区8和所述第一N+欧姆接触区9上具有高阻材料13，所述高阻材料13和所述源极金属11之间具有层间介质层12。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述MOSFET元胞1包括由下至上依次层叠设置的漏极金属3、N+型衬底4和N-型外延层5；

所述N-型外延层5的顶层中具有第二P型阱区16，所述第二P型阱区16的顶层中具有侧面相互接触的第三P+欧姆接触区18和第二N+欧姆接触区19，且所述第二N+欧姆接触区19位于所述第三P+欧姆接触区18的两侧；

所述N-型外延层5、第二P型阱区16、第三P+欧姆接触区18和所述第二N+欧姆接触区19上具有栅氧化层15；

所述栅氧化层15的第一部分上具有源极金属11，所述栅氧化层15远离所述BJT的第二部分与所述源极金属11之间具有层间介质层12；所述栅氧化层15靠近所述BJT的第三部分上具有多晶硅14，所述多晶硅14上具有高阻材料13，所述源极金属11和所述多晶硅14之间以及所述高阻材料13和所述源极金属11之间均具有层间介质层（12）。

进一步的，所述BJT的源极金属11与所述MOSFET元胞1的源极金属11短接。

进一步的，所述BJT的漏极金属3与所述MOSFET元胞1的漏极金属3短接。