[实用新型]碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件

说明书

本实用新型公开一种碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件，包括上金属层、下金属层、位于碳化硅衬底中的N型外延层、位于N型外延层中上部的轻掺杂P型阱层，轻掺杂P型阱层位于第一沟槽、第二沟槽之间区域的上部间隔地设置有第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区；轻掺杂P型阱层位于第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区之间区域上部具有一凹槽，所述第一沟槽、第二沟槽各自的深度均大于凹槽的深度，一重掺杂P型区从凹槽底面向下延伸至所述N型外延层内部。本实用新型碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件既降低了器件的切换损耗，也改善了在高频下器件开关切换的耐冲击能力。

技术领域

本实用新型涉及一种功率场效晶体管器件，尤其涉及一种碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件。

背景技术

基于碳化硅（SiC）的半导体因其低导通损耗，优异的耐高温性和高导热特性，越来越受市场的欢迎，碳化硅功率器件与相同电压下的常规硅器件相比，能实现更低的导通电阻。现有技术中使用碳化硅MOS器件，相对使用成本较高，损耗和使用寿命有待改善。

发明内容

本实用新型提供一种碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件，此碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件既降低了器件的切换损耗，也改善了在高频下器件开关切换的耐冲击能力。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种碳化硅闸沟槽式功率场效晶体管器件，包括上金属层、下金属层、位于碳化硅衬底中的N型外延层、位于N型外延层中上部的轻掺杂P型阱层，此轻掺杂P型阱层中间隔地开有第一沟槽和第二沟槽，位于轻掺杂P型阱层中的第一沟槽和第二沟槽从轻掺杂P型阱层上表面延伸至N型外延层内，所述第一沟槽和第二沟槽内均具有一闸极多晶硅部，所述第一沟槽、第二沟槽分别与各自的闸极多晶硅部之间均通过一闸极氧化层隔离；

所述轻掺杂P型阱层位于第一沟槽、第二沟槽之间区域的上部间隔地设置有第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区，此第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区分别位于第一沟槽、第二沟槽的周边；

所述轻掺杂P型阱层位于第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区之间区域上部具有一凹槽，所述第一沟槽、第二沟槽各自的深度均大于凹槽的深度，一重掺杂P型区从凹槽底面向下延伸至所述N型外延层内部，此重掺杂P型区的下端位于轻掺杂P型阱层下表面的下方，所述重掺杂P型区在横向上延伸至第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区相向端的正下方，所述重掺杂P型区的中部与第一沟槽和第二沟槽之间均为沟道区，所述重掺杂P型区中部的宽度大于其上部和下部的宽度；所述重掺杂P型区与轻掺杂P型阱层的接触面为外凸弧形面，所述重掺杂P型区与N型外延层的接触面为向下凸起的弧形面；

所述N型外延层下部为漏极层，所述第一沟槽、第二沟槽上方和第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区靠近沟槽的区域上方覆盖有一介电质层，一覆盖于介电质层上的上金属层穿过介电质层并填充凹槽从而与重掺杂P型区上表面接触，所述漏极层与N型外延层相背的表面覆有所述下金属层。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述轻掺杂P型阱层为轻掺杂铝的碳化硅阱层。

2、上述方案中，所述第一重掺杂N型源极区、第二重掺杂N型源极区为重掺杂磷的碳化硅源极区。

3、上述方案中，所述第一沟槽、第二沟槽与凹槽的深度比均为10：4~6。

4、上述方案中，所述闸极氧化层隔离的厚度为0.03μm~0.07μm。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：