[发明专利]一种抗单粒子栅损伤的SiC基VDMOSFET器件

说明书

本发明公开了一种抗单粒子栅损伤的SiC基VDMOSFET器件，包括漏极、衬底和N‑漂移区，N‑漂移区上表面形成第一P+欧姆接触区和第二P+欧姆接触区，第一P+欧姆接触区内侧形成第一P型基区，第二P+欧姆接触区内侧形成第二P型基区；第一P型基区上表面形成第一N+源区，第二P型基区上表面形成第二N+源区；第一P+欧姆接触区上形成第一源极；第二P+欧姆接触区上形成第二源极；N‑漂移区上形成P+保护区和P+保护区电极；P+保护区电极两侧设置有第三源极和第四源极；第一源极与第三源极之间、第二源极与第四源极之间分别设置栅介质层和栅极。本发明可实现单粒子入射带来的栅氧界面过剩空穴的快速抽取，且有效抑制肖特基结的反向泄漏电流及两侧栅氧中的强电场。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种抗单粒子栅损伤的SiC基VDMOSFET器件。

背景技术

碳化硅因具有更大禁带宽度、更强的击穿电场及更高的热导率等性质而更适用于高压、大功率、抗辐照等领域。相较于传统MOSFET，VDMOSFET(vertical double-diffusedMOSFET，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管)最显著的特点是将漏极与源极分别做在芯片的两面，从而形成垂直的导电沟道，并且通过多单胞并联的结构满足大功率的要求。因此，该器件常用于航天电源制造领域，但空间辐照带来的单粒子效应是影响器件正常工作的关键因素之一。

单粒子效应是指单粒子入射至器件后，导致局部强电场、大电流及高温度等问题，影响器件的正常工作状态甚至致其失效。其中，单粒子烧毁效应是极具代表性的不可逆的单粒子效应。在器件处于源漏电压小于50％额定电压的阻断状态时，单粒子入射便会导致器件出现电流上扬、温度失控的单粒子烧毁现象。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种抗单粒子栅损伤的SiC基VDMOSFET器件。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种抗单粒子栅损伤的SiC基VDMOSFET器件，包括衬底、位于所述衬底下方的漏极以及位于所述衬底上方的N-漂移区，其中，

所述N-漂移区的上表面两侧分别离子注入形成第一P+欧姆接触区和第二P+欧姆接触区，所述第一P+欧姆接触区内侧的N-漂移区离子注入形成第一P型基区，所述第二P+欧姆接触区内侧的N-漂移区离子注入形成第二P型基区；所述第一P型基区的上表面离子注入形成第一N+源区，所述第二P型基区的上表面离子注入形成第二N+源区；

所述第一P+欧姆接触区的上表面设置有第一源极，所述第一源极从所述第一P+欧姆接触区的上表面延伸至所述第一N+源区的上表面；所述第二P+欧姆接触区的上表面设置有第二源极，所述第二源极从所述第二P+欧姆接触区的上表面延伸至所述第二N+源区的上表面；所述N-漂移区的上表面中间通过离子注入形成P+保护区，所述P+保护区上表面设置有P+保护区电极；所述P+保护区电极的两侧分别设置有第三源极和第四源极，所述第三源极和所述第四源极的下表面分别与所述N-漂移区的上表面形成肖特基接触；

所述第一源极与所述第三源极之间堆叠设置有第一栅介质层和第一栅极，所述第一栅介质层的下表面同时与所述第一N-漂移区、所述第一P型基区和所述第一N+源区接触；所述第二源极与所述第四源极之间堆叠设置有第二栅介质层和第二栅极，所述第二栅介质层的下表面同时与所述第一N-漂移区、所述第二P型基区和所述第二N+源区接触。

在本发明的一个实施例中，所述第一P+欧姆接触区的内表面与所述第一P型基区的外表面接触，所述第二P+欧姆接触区的内表面与所述第二P型基区的外表面接触。

在本发明的一个实施例中，所述第一P+欧姆接触区的内表面与所述第一N+源区的外表面接触，所述第二P+欧姆接触区的内表面与所述第二N+源区的外表面接触。