[实用新型]一种非对称沟槽型碳化硅MOSFET

说明书

本实用新型提供了一种非对称沟槽型碳化硅MOSFET，包括碳化硅衬底，漂移层，所述漂移层设于所述碳化硅衬底上侧面，所述漂移层上设有沟槽，所述沟槽内设有掩蔽层以及导电区；夹断区，所述夹断区设于所述漂移层上侧面，且所述夹断区底面连接至所述导电区以及掩蔽层，夹断区内设有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层底面连接至所述掩蔽层，所述夹断区上设有源区，所述源区的侧面连接至所述栅极绝缘层的一侧面；栅极，所述栅极设于所述栅极绝缘层内；源极金属层，所述源极金属层连接至所述夹断区以及源区；栅极金属层，所述栅极金属层连接至所述栅极；以及，漏极金属层，所述漏极金属层连接至碳化硅衬底的下侧面，提高器件开关速度，降低导通电阻。

技术领域

本实用新型涉及一种非对称沟槽型碳化硅MOSFET。

背景技术

SiC器件碳化硅(SiC)材料因其优越的物理特性，广泛受到人们的关注和研究。其高温大功率电子器件具备输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、耐高温高压等优点，在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛应用。

然而由于SiC临界击穿场强特别高而栅氧质量较差，在沟槽型SiC MOSFET中，其栅氧处承受大电压，电场强度极大，故需要解决栅底端的电场强度过大问题。同时导通电阻的降低是功率MOSFET永恒不变的追求，每一种降低导通电阻的方法都应该被重视；而开关速度是电力电子器件小型化的重要需求，故提高开关速度也是器件特性发展的重要趋势。

传统沟槽型SiC MOSFET均为对称结构，其栅氧处需要承受大电压，电场强度极大，需要做针对设计解决栅氧可靠性问题。同时由于对称结构，栅控面积大，栅电容、栅电荷均较大，意味着器件的开关速度较慢。这种情况需要针对性的减少栅极面积来提高器件开关速度。与此同时，还不能以降低器件导通电阻为代价。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种非对称沟槽型碳化硅MOSFET，提高器件开关速度，降低导通电阻。

本实用新型是这样实现的：一种非对称沟槽型碳化硅MOSFET，包括碳化硅衬底，

漂移层，所述漂移层设于所述碳化硅衬底上侧面，所述漂移层上设有沟槽，所述沟槽内设有掩蔽层以及导电区；

夹断区，所述夹断区设于所述漂移层上侧面，且所述夹断区底面连接至所述导电区以及掩蔽层，夹断区内设有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层底面连接至所述掩蔽层，所述夹断区上设有源区，所述源区的侧面连接至所述栅极绝缘层的一侧面；

栅极，所述栅极设于所述栅极绝缘层内；

源极金属层，所述源极金属层连接至所述夹断区以及源区；

栅极金属层，所述栅极金属层连接至所述栅极；

以及，漏极金属层，所述漏极金属层连接至碳化硅衬底的下侧面。

进一步地，所述掩蔽层为P+型，所述导电区为N+型，所述源区为N型。

进一步地，所述夹断区为P型，所述夹断区的掺杂浓度小于源区的掺杂浓度，所述夹断区的掺杂浓度大于漂移层的掺杂浓度。

进一步地，所述掩蔽层为L形，所述掩蔽层与导电区形成卡槽，所述栅极绝缘层的下部设于卡槽内。

本实用新型的优点在于：

一、在栅极下方和左侧漂移区有掩蔽层，该掩蔽层可以有效降低栅极下方和槽角处电场强度，提高栅氧可靠性；

二、在栅极左侧漂移层中的掩蔽层接源极地电位，形成侧接地，提高器件的开关速度，源极地电位是指源极在器件工作时接地电位，侧接地指的是侧边掩蔽层与源极相连，接了地电位；

三、在栅极漂移层右侧部分由漂移层顶端延伸到与掩蔽层同一厚度做导电区，该区域掺杂浓度高，可以有效降低导通电阻。

附图说明