一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，包括：碳化硅衬底，其中所述碳化硅衬底掺杂类型为第一导电类型；碳化硅外延层，设置在碳化硅衬底正面，碳化硅外延层掺杂类型为第一导电类型；漏金属电极，设置在碳化硅衬底背面；在碳化硅外延层上刻蚀有沟槽，在沟槽内设有第一栅极注入区，在碳化硅外延层上另外设有多个第二栅极注入区以及多个源极注入区，其中第一栅极注入区和第二栅极注入区的掺杂类型为第二导电类型，源极注入区的掺杂类型为第一导电类型，在每个第一栅极注入区和第二栅极注入区上覆盖有栅金属电极，在每个源极注入区上覆盖有源金属电极。

【技术实现步骤摘要】
一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构
本技术属于半导体
，具体涉及一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构。
技术介绍
MOSFET器件在高温工作条件下，栅极的SiC/SiO2界面存在稳定性问题。而JFET器件的开通和关断依靠pn结的耗尽区控制，同时开启电压受温度影响较小，具有高温可靠性。硅基JFET器件的耐压能力不好，就普通的SiCJFET来说，其导通电阻大，造成较大的导通损耗。且只能实现简单的电路开断，电流控制不灵活。碳化硅(SiC)半导体的优异性能使得基于碳化硅的电力电子器件与硅基器件相比具有突出的优点。碳化硅器件具有更低的导通电阻，更高的击穿电压，更低的结－壳热阻，并且工作温度最高可达到600℃。同时，碳化硅制成的电力电子器件正向和反向特性随温度的变化很小，具有更高的稳定性。由于开关损耗小，开关频率高，碳化硅有望替代硅成为功率器件的主流材料。其中，SiCJFET是碳化硅结型场效应晶体管(JunctionField-EffectTransistor)，具有导通电阻低、开关速度快、耐高温及热稳定性高等优点。
技术实现思路
鉴于以上存在的技术问题，本技术用于提供一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，用于提供一种具有优良耐压性能的JFET结构。为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：本技术实施例提供了一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，包括：碳化硅衬底，其中所述碳化硅衬底掺杂类型为第一导电类型；碳化硅外延层，设置在碳化硅衬底正面，碳化硅外延层掺杂类型为第一导电类型；漏金属电极，设置在碳化硅衬底背面；在碳化硅外延层上刻蚀有沟槽，在沟槽内设有第一栅极注入区，在碳化硅外延层上另外设有多个第二栅极注入区以及多个源极注入区，其中第一栅极注入区和第二栅极注入区的掺杂类型为第二导电类型，源极注入区的掺杂类型为第一导电类型，在每个第一栅极注入区和第二栅极注入区上覆盖有栅金属电极，在每个源极注入区上覆盖有源金属电极。优选地，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。优选地，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。采用本技术具有如下的有益效果，提供了一种具有优良耐压性能的JFET结构，同时在较小的元胞上设有多个导电沟道，提升导电效率。并且可通过多个栅极来精确器件的控制导通电流。附图说明图1为本技术实施例的带有沟槽的双沟道碳化硅JFET结构的结构示意图；图2为本技术实施例的带有沟槽的双沟道碳化硅JFET结构的工作过程结构示意图；图3为本技术又一实施例的带有沟槽的双沟道碳化硅JFET结构的工作过程结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1，所示为本技术一实施例的带有带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，包括：碳化硅衬底101，其中所述碳化硅衬底101掺杂类型为第一导电类型；碳化硅外延层102，设置在碳化硅衬底101正面，碳化硅外延层102掺杂类型为第一导电类型；漏金属电极106，设置在碳化硅衬底101背面；在碳化硅外延层102上刻蚀有沟槽103，在沟槽103内设有第一栅极注入区104a，在碳化硅外延层102上另外设有多个第二栅极注入区104b以及多个源极注入区105，其中第一栅极注入区104a和第二栅极注入区104b的掺杂类型为第二导电类型，源极注入区105的掺杂类型为第一导电类型，在每个第一栅极注入区104a和第二栅极注入区104b上覆盖有栅金属电极108，在每个源极注入区105上覆盖有源金属电极107。如图2所示，本技术为第一导电类型的载流子提供多导电沟道，其中虚线标注的面积为栅极的耗尽区面积。实施例中设有四个导电沟道109、110、111、112。具体实施时，可以通过控制3个栅极(即108a，108b和108c)的关断，从而实现对四个导电沟道的关断控制。本技术实施例提供的为常开型器件。源极金属107a接入电压可开启沟道109。同样地，源极金属107b、107c、107d可分别开启沟道110、111、112。当在栅极金属和108c上加正压时，栅极注入区和碳化硅外延层之间形成的耗尽区将会夹断沟道109，从而实现对沟道109的控制。通过加压，栅极金属108c和108a可实现对沟道110的控制。同样地，栅极金属108a和108b也可实现对沟道111和112的控制。图3为本技术又一实施例，本实施例设有两个导电沟道113、114。其中，虚线标注的面积为栅极注入区的耗尽区面积。本技术实施例为常开型器件，具体实施时，可以向源极107加压来开启通道。同样地，可以通过控制栅极注入区104a，104b的开启来实现耗尽区对两个导电沟道113、114的夹断，从而实现对两个导电沟道的控制。应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本技术的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本技术的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，其特征在于，包括：/n碳化硅衬底(101)，其中所述碳化硅衬底(101)掺杂类型为第一导电类型；/n碳化硅外延层(102)，设置在碳化硅衬底(101)正面，碳化硅外延层(102)掺杂类型为第一导电类型；/n漏金属电极(106)，设置在碳化硅衬底(101)背面；/n在碳化硅外延层(102)上刻蚀有沟槽(103)，在沟槽(103)内设有第一栅极注入区(104a)，在碳化硅外延层(102)上另外设有多个第二栅极注入区(104b)以及多个源极注入区(105)，其中第一栅极注入区(104a)和第二栅极注入区(104b)的掺杂类型为第二导电类型，源极注入区(105)的掺杂类型为第一导电类型，在每个第一栅极注入区(104a)和第二栅极注入区(104b)上覆盖有栅金属电极(108)，在每个源极注入区(105)上覆盖有源金属电极(107)。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有沟槽的多沟道碳化硅JFET结构，其特征在于，包括：
碳化硅衬底(101)，其中所述碳化硅衬底(101)掺杂类型为第一导电类型；
碳化硅外延层(102)，设置在碳化硅衬底(101)正面，碳化硅外延层(102)掺杂类型为第一导电类型；
漏金属电极(106)，设置在碳化硅衬底(101)背面；
在碳化硅外延层(102)上刻蚀有沟槽(103)，在沟槽(103)内设有第一栅极注入区(104a)，在碳化硅外延层(102)上另外设有多个第二栅极注入区(104b)以及多个源极注入区(105)，其中第一栅极注...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梓豪，陈欣璐，黄兴，
申请(专利权)人：派恩杰半导体杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33