MOSFET以及电力转换电路制造技术

技术编号:20883885 阅读:16 留言:0更新日期:2019-04-17 13:27
本发明专利技术的MOSFET100,用于具备:反应器;电源;MOSFET100;以及整流元件,的电力转换电路中,其特征在于,包括:半导体基体110,具有n型柱形区域114以及p型柱形区域116,并且由n型柱形区域114以及p型柱形区域116构成超级结结构,其中,n型柱形区域114以及p型柱形区域116被形成为:p型柱形区域116的掺杂物总量比n型柱形区域114的掺杂物总量更高,在开启MOSFET后,运作为:从平面上看在n型柱形区域114的中央,出现电场强度比n型柱形区域114的中央以外的区域更低的低电场区域。根据本发明专利技术的MOSFET,在开启MOSFET后,就能够使MOSFET更难产生振荡,并且,还能够降低整流元件的浪涌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】MOSFET以及电力转换电路
本专利技术涉及MOSFET以及电力转换电路。
技术介绍
以往,具备由n型柱形(Column)区域以及p型柱形区域所构成超级结(Superjunction)结构的半导体基体的MOSFET被普遍认知(例如,参照专利文献1)。另外,在本说明书中,超级结结构是指:从规定的截面上观看时,n型柱形区域与p型柱形区域交互地重复排列的结构。以往的MOSFET900如图14所示,包括:半导体基体910,具有n型柱形区域914以及p型柱形区域916、形成在n型柱形区域914的一部分以及p型柱形区域916的全部表面的p型基极区域918、以及形成在p型基极区域918的表面的n型源极区域920,并且由n型柱形区域914以及p型柱形区域916构成超级结结构;以及栅电极926,经由栅极绝缘膜924形成在被源极区域920与n型柱形区域914夹住的基极区域918上。在图14中,符号930表示源电极,符号932表示漏电极。在以往的MOSFET900中,n型柱形区域914以及p型柱形区域916被形成为:使n型柱形区域914的掺杂物总量与p型柱形区域916的掺杂物总量相等。即,n型柱形区域914以及p型柱形区域916处于电荷平衡(Chargebalance)状态。根据以往的MOSFET900,由于具备有由n型柱形区域914以及p型柱形区域916构成超级结结构的半导体基体910,因此是一种具有低导通(ON)电阻、且高耐压的开关元件。【先行技术文献】【专利文献1】特表2003-273355号公报【专利文献2】特表2012-143060号公报由于以往的MOSFET900如上述般是一种具有低导通电阻、且高耐压的开关元件,因此可以考虑将其运用在电力转换电路中(例如,参照专利文献2)。然而,在将以往的MOSFET900运用于电力转换电路时,由于在开启(Turnon)MOSFET后,会因从整流元件流入MOSFET的反向恢复电流,从而可能导致MOSFET容易产生振荡,或导致整流元件的浪涌电压变大。因此,本专利技术鉴于上述问题的解决,目的是提供一种:在开启MOSFET后,比以往的MOSFET更难产生振荡的,并且,比以往更能够降低整流元件的浪涌电压的MOSFET,以及提供一种:使用这样的MOSFET的电力转换电路。
技术实现思路
【1】本专利技术的MOSFET,用于至少具备:反应器(Reactor);向所述反应器提供电流的电源;对从所述电源提供至所述反应器的电流进行控制的MOSFET;以及对从所述电源提供至所述反应器的电流或对来自于所述反应器的电流进行整流运作的整流元件,的电力转换电路中,其特征在于,包括:半导体基体,具有n型柱形区域以及p型柱形区域,并且由所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域构成超级结结构,其中,所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域被形成为:所述p型柱形区域的掺杂物总量比所述n型柱形区域的掺杂物总量更高,在开启所述MOSFET后,运作为:从平面上看在所述n型柱形区域的中央,出现电场强度比所述n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域。另外,在本说明书中,“n型柱形区域的中央”是指:从平面上看,n型柱形区域中相向的侧壁的中间位置及其周边区域。另外,“n型柱形区域以及p型柱形区域被形成为:p型柱形区域的掺杂物总量比n型柱形区域的掺杂物总量更高”则表示p型柱形区域的掺杂物总量高于n型柱形区域的掺杂物总量,换言之,表示n型柱形区域以及p型柱形区域所具有的构成为:p型柱形区域的掺杂物总量高于n型柱形区域的掺杂物总量。再有,“在开启MOSFET后,运作为:从平面上看在n型柱形区域的中央,出现电场强度比n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域”是指MOSFET所具有的构成为:在开启MOSFET后,从平面上看在n型柱形区域的中央,出现电场强度比n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域(例如,n型柱形区域以及p型柱形区域的构造、大小、形状、掺杂物浓度等)。在本说明书中,即使在n型柱形区域以及p型柱形区域的表面上形成有其他构造(区域),形成有该其他构造(例如,基极区域、源极区域、表面高浓度扩散区域等)部分也被定为n型柱形区域以及p型柱形区域。【2】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述p型柱形区域的掺杂物总量在所述n型柱形区域的掺杂物总量的1.05倍~1.15倍的范围内。【3】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域的一部分以及所述p型柱形区域的全部表面上的p型基极区域;以及形成在所述基极区域的表面上的n型源极区域,所述MOSFET为平面栅极型MOSFET,其进一步包括经由栅极绝缘膜形成在被夹在所述源极区域与所述n型柱形区域之间的所述基极区域上的栅电极。【4】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域的表面上未形成有所述基极区域的部分上的n型表面高浓度扩散区域。【5】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域的表面上的p型基极区域;以及形成在所述基极区域的表面上的n型源极区域,所述MOSFET为沟槽栅极型MOSFET,其进一步包括:从平面上看在所述n型柱形区域所在的区域内,被形成至比所述基极区域的最深部更深的位置上的,并且被形成为使所述源极区域的一部分外露在内周面上的沟槽;以及经由形成在所述沟槽的内周面上的栅极绝缘膜被埋设在所述沟槽的内部后形成的栅电极。【6】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述半导体基体具有:形成在比所述基极区域的最底部更深的,并且比所述沟槽的最底部更浅的区域上的n型高浓度掺杂物区域。【7】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述p型柱形区域所具有的构造为:所述p型柱形区域的宽度随着从所述p型柱形区域的深部朝着其表面逐渐变宽。【8】在本专利技术的MOSFET中,理想的情况是:所述p型柱形区域所具有的构造为:所述p型柱形区域的掺杂物浓度随着从所述p型柱形区域的深部朝着其表面逐渐变高。【9】本专利技术的电力转换电路,其特征在于,至少包括:反应器;向所述反应器提供电流的电源;对从所述电源提供至所述反应器的电流进行控制的上述【1】至【8】中任意一项所述的MOSFET;以及对从所述电源提供至所述反应器的电流或对来自于所述反应器的电流进行整流运作的整流元件。【10】在本专利技术的电力转换电路中,理想的情况是:所述整流元件为快速恢复二极管(Fastrecoverydiode)。【11】在本专利技术的电力转换电路中,理想的情况是:所述整流元件为所述MOSFET的内置二极管。【12】在本专利技术的电力转换电路中,理想的情况是:所述整流元件为碳化硅肖特基势垒二极管(SiliconcarbideSchottkyBarrierDiode)。专利技术效果根据本专利技术的MOSFET以及电力转换电路,由于在开启MOSFET后,运作为:从平面上看在n型柱形区域的中央,出现电场强度比n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域(参照后述的图4(a)),因此该低电场区域的电子就难以移动,从而就能够减少单位时间内的漏极电流的增加量。其结果就是,即便反向恢复电流从整流元件流入MOSFET,也能够使本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种MOSFET,用于至少具备:反应器;向所述反应器提供电流的电源;对从所述电源提供至所述反应器的电流进行控制的MOSFET;以及对从所述电源提供至所述反应器的电流或对来自于所述反应器的电流进行整流运作的整流元件,的电力转换电路中,其特征在于,包括:半导体基体,具有n型柱形区域以及p型柱形区域,并且由所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域构成超级结结构,其中,所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域被形成为:所述p型柱形区域的掺杂物总量比所述n型柱形区域的掺杂物总量更高,在开启所述MOSFET后,运作为:从平面上看在所述n型柱形区域的中央,出现电场强度比所述n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种MOSFET,用于至少具备:反应器;向所述反应器提供电流的电源;对从所述电源提供至所述反应器的电流进行控制的MOSFET;以及对从所述电源提供至所述反应器的电流或对来自于所述反应器的电流进行整流运作的整流元件,的电力转换电路中,其特征在于,包括:半导体基体,具有n型柱形区域以及p型柱形区域,并且由所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域构成超级结结构,其中,所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域被形成为:所述p型柱形区域的掺杂物总量比所述n型柱形区域的掺杂物总量更高,在开启所述MOSFET后,运作为:从平面上看在所述n型柱形区域的中央,出现电场强度比所述n型柱形区域的中央以外的区域更低的低电场区域。2.根据权利要求1所述的MOSFET,其特征在于:其中,所述p型柱形区域的掺杂物总量在所述n型柱形区域的掺杂物总量的1.05倍~1.15倍的范围内。3.根据权利要求1或2所述的MOSFET,其特征在于:其中,所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域的一部分以及所述p型柱形区域的全部表面上的p型基极区域;以及形成在所述基极区域的表面上的n型源极区域,所述MOSFET为平面栅极型MOSFET,其进一步包括经由栅极绝缘膜形成在被夹在所述源极区域与所述n型柱形区域之间的所述基极区域上的栅电极。4.根据权利要求3所述的MOSFET,其特征在于:其中,所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域的表面上未形成有所述基极区域的部分上的n型表面高浓度扩散区域。5.根据权利要求1或2所述的MOSFET,其特征在于:其中,所述半导体基体进一步具有:形成在所述n型柱形区域以及所述p型柱形区域的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员:新井大辅久田茂北田瑞枝浅田毅
申请(专利权)人:新电元工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1