[发明专利]一种内置异质结二极管的SiC沟槽型MOSFET结构

说明书

本发明提供一种内置异质结二极管的SiC沟槽型MOSFET结构，从下至上依次为漏极金属层、N+漏区、N‑漂移区；电流扩展层CSL位于所述N‑漂移区的上表面；P‑base区位于所述电流扩展层CSL的上表面；P‑plus区，N‑source区均位于所述P‑base区的上表面，并相互并排；P‑shielding区位于所述N‑漂移区的上表面，栅氧位于所述左侧P‑shielding区的上表面，多晶硅源位于所述右侧P‑shielding区的上表面，多晶硅栅位于所述栅氧的上表面；隔离氧位于所述N‑source区、多晶硅栅的上表面；源极金属区位于所述P‑plus区、部分N‑source区以及多晶硅源的上表面。本发明具有开关速度快、功率损耗低、反向恢复特性好的特点。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种内置异质结二极管的SiC沟槽型MOSFET结构。

背景技术

在电力电子系统应用中，SiC功率半导体器件常常需要承受很大的电压，这就会使沟槽拐角处电场集中，导致器件提前击穿。1998年J.Tan等人提出带P型屏蔽区的SiC沟槽型功率MOSFET，器件击穿时的电场峰值从栅氧化层转移至P型屏蔽区与N型漂移区构成的PN结，提高了栅氧的可靠性，同时，引入电流扩展层进一步降低特征导通电阻，提高导电能力。然而，在其反向工作时，电流需要通过寄生体二极管，这不仅导致了较高的导通压降，反向恢复能力也比较差。

发明内容

为了解决上述沟槽型SiC功率MOSFET存在的问题，本发明提出了一种内置异质结二极管的SiC沟槽型MOSFET结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个实施例提供了一种内置异质结二极管的SiC沟槽型MOSFET结构，包括：

N-漂移区(3)；

N+漏极区(2)，位于所述N-漂移区(3)的下表面；

漏极金属层(1)，位于所述N+漏极区(2)的下表面；

电流扩展层CSL分为左中右三部分，左侧电流扩展层CSL(7-1)、中部电流扩展层CSL(7-2)、右侧电流扩展层CSL(7-3)，均位于所述N-漂移区(3)的上表面；

P-base区分为左中右三部分，左侧P-base区(5-1)、中部P-base区(5-2)、右侧P-base区(5-3)，左侧P-base区(5-1)位于所述左侧电流扩展层CSL(7-1)上表面，中部P-base区(5-2)位于所述中部电流扩展层CSL(7-2)上表面，右侧P-base区(5-3)位于所述左侧电流扩展层CSL(7-3)上表面。

N-source区分为四部分，最左侧N-source区(9-1)、中左侧N-source区(9-2)、中右侧N-source区(9-3)、最右侧N-source区(9-4)，最左侧N-source区(9-1)位于所述左侧P-base区(5-1)的上表面，中左侧N-source区(9-2)和中右侧N-source区(9-3)均位于所述中部P-base区(5-2)的上表面，最右侧N-source区(9-4)位于所述右侧P-base区(5-3)的上表面；

P-plus区分为三部分，左侧P-plus区(8-1)、中部P-plus区(8-2)、右侧P-plus区(8-3)，左侧P-plus区(8-1)位于所述左侧P-base区(5-1)的上表面，所述最左侧N-source区(9-1)的左侧，中部P-plus区(8-2)位于所述中部P-base区(5-2)的上表面，所述中左侧N-source区(9-2)和中右侧N-source区(9-3)的中间，右侧P-plus区(8-3)位于所述右侧P-base区(5-3)的上表面，所述最右侧N-source区(9-4)的右侧；

多晶硅栅(6)；