本发明专利技术涉及的宽带隙半导体装置，包括：第一MOSFET区域(M0)，具有第一栅电极10、以及设置在由第二导电型构成的第一阱区20的第一源极区域30；第二MOSFET区域(M1)，设置在栅极焊盘100的下方，具有第二栅电极110、以及设置在由第二导电型构成的第二阱区120的第二源极区域130；以及内置二极管区域，与第二栅电极110电气连接，其中，第二MOSFET区域(M1)的第二源极区域120与栅极焊盘100电气连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽带隙半导体装置
本专利技术涉及一种宽带隙半导体装置，其具有：第一导电型的漂移层；由设置在漂移层上的第二导电型构成的阱区；以及设置在阱区的源极区域。
技术介绍
以往，在SiC等宽带隙半导体中，MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)已被普遍认知(国际公开公报2012/001837)。在这种SiC等宽带隙半导体中的MOSFET中，对其单元(Cell)部施加了保护，从而避免从漏极一侧向栅极绝缘膜施加的过剩电场。然而，这样的保护通常会导致降低Crss。虽然在硅元件中有时希望降低Crss，但在SiC等宽带隙半导体装置的情况下，即便是高耐压，其RonA(导通电阻)也很小。因此，一旦降低Crss就会出现高耐压低Crss的情况，从而导致在开关(Switching)时产生非常高的dV/dt。虽然高dV/dt有利于减少开关损耗，但一旦dV/dt过高的话，则会产生浪涌和噪声的产生，所以就有必要根据电路条件将其控制在合适的值。基于上述情况，可以考虑为调整dV/dt而使用有源镜像电路(Activemirrorcircuit)或有源箝位电路(Activeclampcircuit)，而这样就需要外置的MOSFET和二极管。在SiC等宽带隙半导体的情况下，虽然具有能够在高温中使用的有利之处，但当这样的外置MOSFET是由硅材料构成时，就无法在高温中使用了。另外，由于SiC等宽带隙半导体的价格很高，因此一旦需要额外设置由SiC等宽带隙半导体构成的MOSFET，必然会导致制造成本的增加。鉴于上述这些情况，本专利技术的目的是提供一种宽带隙半导体装置，其不但能够抑制制造成本上升，还能够对dV/dt进行调整。
技术实现思路
【概念1】本专利技术涉及的宽带隙半导体装置，包括：漂移层，采用第一导电型的宽带隙半导体材料；源极焊盘；第一MOSFET区域(M0)，设置在所述源极焊盘的下方，具有第一栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第一阱区的第一源极区域；栅极焊盘；第二MOSFET区域(M1)，设置在所述栅极焊盘的下方，具有第二栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第二阱区的第二源极区域；以及内置二极管区域，与所述第二栅电极电气连接，其中，所述第二MOSFET区域(M1)的所述第二源极区域与所述栅极焊盘电气连接。【概念2】在根据上述【概念1】所述的宽带隙半导体装置中，进一步包括：第三MOSFET区域(M5)，具有与所述栅极焊盘电气连接的第三栅电极、以及设置在所述第二阱区的第三源极区域。【概念3】在根据上述【概念1】所述的宽带隙半导体装置中，所述第三MOSFET区域(M5)为平面MOSFET，在所述第二阱区内设置有所述第三源极区域以及第三漏极区域。【概念4】在根据上述【概念1】至【概念3】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，进一步包括与所述第二栅电极相连接的二极管用焊盘，所述内置二极管区域通过所述二极管用焊盘与所述第二栅电极电气连接。【概念5】在根据上述【概念4】所述的宽带隙半导体装置中，所述二极管用焊盘与所述栅极焊盘之间通过电阻部电气连接。【概念6】在根据上述【概念4】至【概念5】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，所述内置二极管区域具有：设置在所述二极管用焊盘的下方并且由第二导电型构成的第三上方阱区、以及设置在所述第三上方阱区的下方并且由掺杂物浓度比所述第三上方阱区更高的第三下方阱区。【概念7】在根据上述【概念6】所述的宽带隙半导体装置中，所述二极管用焊盘与所述第三上方阱区肖特基接触。【概念8】在根据上述【概念1】至【概念7】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，在至少有一部分设置在所述栅极焊盘的下方的第一阱区内，设置有与所述源极焊盘以及所述栅极焊盘电气连接的第一保护二极管区域(D6)。【概念9】在根据上述【概念1】至【概念8】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，进一步包括与所述第二栅电极相连接的二极管用焊盘，在至少有一部分设置在所述二极管用焊盘的下方的第二阱区内，设置有与所述二极管用焊盘以及所述栅极焊盘电气连接的第二保护二极管区域(D7)。【概念10】在根据上述【概念1】至【概念9】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，进一步包括与所述第二栅电极相连接的二极管用焊盘，在至少有一部分设置在所述二极管用焊盘的下方的第一阱区内，设置有与所述二极管用焊盘以及所述源极焊盘电气连接的第二保护二极管区域(D7)。【概念11】在根据上述【概念1】至【概念10】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，进一步包括与所述第二栅电极相连接的二极管用焊盘，在至少有一部分设置在所述二极管用焊盘的下方的第二阱区内，设置有电阻区域，所述电阻区域具有与所述二极管用焊盘以及所述栅极焊盘电气连接的低浓度第一导电型区域。【概念12】在根据上述【概念1】至【概念11】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，在所述栅极焊盘的下方设置有与所述第二栅电极电气连接的第一连接区域。【概念13】在根据上述【概念12】所述的宽带隙半导体装置中，在所述第一连接区域的下方设置有与所述第一连接区域电气连接的内置二极管区域。【概念14】在根据上述【概念12】或【概念13】所述的宽带隙半导体装置中，在位于所述栅极焊盘的下方的第二阱区内，设置有电阻区域，所述电阻区域具有与所述第一连接区域以及所述栅极焊盘电气连接的低浓度第一导电型区域。【概念15】在根据上述【概念12】至【概念14】中任意一项所述的宽带隙半导体装置中，在面内方向上所述源极焊盘与所述栅极焊盘之间，设置有与所述第一连接区域以及所述第二栅电极电气连接的第二布线层，所述内置二极管区域通过所述第二布线层以及所述第一连接区域与所述第二栅电极电气连接，在至少有一部分设置在所述第二布线层的下方的第一阱区内，设置有与所述第二布线层以及所述源极焊盘电气连接的第二保护二极管区域(D7)。专利技术效果在本专利技术中，当采用在栅极焊盘的下方设置第二MOSFET区域(M1)，并且设置与该第二MOSFET区域(M1)的第二栅电极电气连接的二极管区域(D2b+D4)的形态的情况下，就能够提供不但能够抑制制造成本上升，而且还能够对dV/dt进行调整的宽带隙半导体装置。附图说明图1是可在本专利技术第一实施方式中使用的碳化硅半导体装置的截面图，图中展示的是图11以及图12中假想线a1处的截面。图2是用于说明图1所示的截面处的层功能的图。图3是可在本专利技术第一实施方式中使用的碳化硅半导体装置的截面图，图中展示的是图11以及图12中假想线b1处的截面。图4是用于说明图3所示的截面处的层功能的图。图5是可在本专利技术第一实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽带隙半导体装置，其特征在于，包括：/n漂移层，采用第一导电型的宽带隙半导体材料；/n源极焊盘；/n第一MOSFET区域，设置在所述源极焊盘的下方，具有第一栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第一阱区的第一源极区域；/n栅极焊盘；/n第二MOSFET区域，设置在所述栅极焊盘的下方，具有第二栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第二阱区的第二源极区域；以及/n内置二极管区域，与所述第二栅电极电气连接，/n其中，所述第二MOSFET区域的所述第二源极区域与所述栅极焊盘电气连接。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种宽带隙半导体装置，其特征在于，包括：
漂移层，采用第一导电型的宽带隙半导体材料；
源极焊盘；
第一MOSFET区域，设置在所述源极焊盘的下方，具有第一栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第一阱区的第一源极区域；
栅极焊盘；
第二MOSFET区域，设置在所述栅极焊盘的下方，具有第二栅电极、以及设置在由第二导电型构成的第二阱区的第二源极区域；以及
内置二极管区域，与所述第二栅电极电气连接，
其中，所述第二MOSFET区域的所述第二源极区域与所述栅极焊盘电气连接。
2.根据权利要求1所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：进一步包括：
第三MOSFET区域，具有与所述栅极焊盘电气连接的第三栅电极、以及设置在所述第二阱区的第三源极区域。
3.根据权利要求2所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
其中，所述第三MOSFET区域为平面MOSFET，在所述第二阱区内设置有所述第三源极区域以及第三漏极区域。
4.根据权利要求1所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
进一步包括与所述第二栅电极相连接的二极管用焊盘，
所述内置二极管区域通过所述二极管用焊盘与所述第二栅电极电气连接。
5.根据权利要求4所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
其中，所述二极管用焊盘与所述栅极焊盘之间通过电阻部电气连接。
6.根据权利要求4所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
其中，所述内置二极管区域具有：设置在所述二极管用焊盘的下方并且由第二导电型构成的第三上方阱区、以及设置在所述第三上方阱区的下方并且由掺杂物浓度比所述第三上方阱区更高的第三下方阱区。
7.根据权利要求6所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
其中，所述二极管用焊盘与所述第三上方阱区肖特基接触。
8.根据权利要求1所述的宽带隙半导体装置，其特征在于：
其中，在至少有一部分设置在所述栅极焊盘的下方的第一阱区内，设置有与所述源极焊盘以及所述栅极焊盘电气连...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村俊一，
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
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