半导体功率器件制造技术

本发明专利技术属于半导体功率器件技术领域，提供了一种半导体功率器件，包括硅基功率MOSFET和反向二极管；所述硅基功率MOSFET包括源极、漏极、栅极、体二极管和截止二极管，所述体二极管的阴极与所述漏极连接，所述截止二极管的阳极与所述体二极管的阳极连接，所述截止二极管的阴极与所述源极连接；所述硅基功率MOSFET的源极与所述反向二极管的阳极连接，所述硅基功率MOSFET的漏极与所述反向二极管的阴极连接。本发明专利技术提供的半导体功率器件具有快速的反向恢复功能。复功能。复功能。

【技术实现步骤摘要】
半导体功率器件


[0001]本专利技术属于半导体功率器件
，特别是涉及一种具有快速反向恢复功能的半导体功率器件。

技术介绍

[0002]现有技术的功率MOSFET在关断时，当漏源电压Vds小于0V时，功率MOSFET内寄生的体二极管处于正偏压状态，反向电流从源极经体二极管流至漏极，此时体二极管的电流存在注入少子载流子现象，而这些少子载流子在功率MOSFET再一次开启时进行反向恢复，导致较大的反向恢复电流，反向恢复时间长。目前，改善功率MOSFET的快速反向恢复速度的方法有：1)采用宽禁带半导体材料比如碳化硅(SiC)做功率MOSFET。但是SiC材料的制造难度大，能耗高，并且比硅材料的缺陷密度高。2)使用硅基IGBT并联SiC二极管，但是硅基IGBT的开关损耗比功率MOSFET大，导致效率低于SiC MOSFET，如果使用硅基功率MOSFET直接并联SiC肖特基二极管，反向电流仍然会流过功率MOSFET内寄生的体二极管，从而导致反向恢复时间长的问题不能得到彻底解决。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种半导体功率器件，以解决现有技术中的硅基功率MOSFET的反向恢复时间较长的技术问题。
[0004]本专利技术实施例提供的一种半导体功率器件，包括硅基功率MOSFET和反向二极管；
[0005]所述硅基功率MOSFET包括源极、漏极、栅极、体二极管和截止二极管，所述体二极管的阴极与所述漏极连接，所述截止二极管的阳极与所述体二极管的阳极连接，所述截止二极管的阴极与所述源极连接；
[0006]所述硅基功率MOSFET的源极与所述反向二极管的阳极连接，所述硅基功率MOSFET的漏极与所述反向二极管的阴极连接。
[0007]可选的，本专利技术的一种半导体功率器件，所述硅基功率MOSFET与所述反向二极管封装在同一个封装体内。
[0008]可选的，本专利技术的一种半导体功率器件，所述反向二极管为SiC肖特基二极管。
[0009]可选的，本专利技术的一种半导体功率器件，所述反向二极管为硅基快恢复二极管。
[0010]可选的，本专利技术的一种半导体功率器件，所述硅基功率MOSFET的二极管正向压降值大于所述反向二极管的正向压降值。
[0011]本专利技术实施例的一种半导体功率器件，将硅基功率MOSFET与反向二极管并联，当硅基功率MOSFET的漏源电压Vds小于0V时，使得绝大部分反向电流从反向二极管流过，能够大幅提高硅基功率MOSFET的反向恢复速度。
附图说明
[0012]为了更加清楚地说明本专利技术示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需
要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本专利技术所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图。
[0013]图1是本专利技术提供的一种半导体功率器件一个实施例的等效电路示意图。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本专利技术实施例中的附图，通过具体方式，完整地描述本专利技术的技术方案。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0015]图1是本专利技术提供的一种半导体功率器件的一个实施例的等效电路示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的一种半导体功率器件，包括硅基功率MOSFET300和反向二极管400，硅基功率MOSFET是指在硅材料衬底上制备得到功率MOSFET，硅基功率MOSFET具有制造工艺简单、可靠性高的优点，同时避免了使用SiC做功率MOSFET时的沟道电子迁移率低、Vth漂移等问题。
[0016]硅基功率MOSFET 300包括源极301、漏极302、栅极303、体二极管304和截止二极管305，体二极管304是硅基功率MOSFET中寄生的二极管结构，体二极管304的阴极与漏极302连接，截止二极管305的阳极与体二极管304的阳极连接，截止二极管305的阴极与源极301连接。
[0017]硅基功率MOSFET 300的源极301与反向二极管400的阳极连接，硅基功率MOSFET 300的漏极302与反向二极管400的阴极连接。反向二极管400优选为SiC肖特基二极管或者为硅基快恢复二极管，SiC肖特基二极管是指在SiC材料衬底上制备得到的肖特基二极管，硅基快恢复二极管是指在硅材料衬底上制备得到的快恢复二极管。
[0018]本专利技术实施例的一种半导体功率器件将硅基功率MOSFET与反向二极管并联，可以使得硅基功率MOSFET的二极管正向压降(Vfsd)值大于所述反向二极管的正向压降(Vf)值，从而本专利技术实施例的半导体功率器件在关断时：当源极电压大于漏极电压时，截止二极管处于负偏压状态，这能够大幅度降低流经体二极管的反向电流，从而能够大幅降低体二极管内的少子载流子，同时，绝大部分反向电流可以从反向二极管流过，而SiC肖特基二极管和硅基快恢复二极管均具有反向恢复电荷少、反向恢复时间短的优点，从而能够大幅降低硅基功率MOSFET的反向恢复电荷和反向恢复时间，使得本专利技术的半导体功率器件实现快速的反向恢复功能。需要说明的是，硅基功率MOSFET的二极管正向压降值并不具体指代截止二极管或者体二极管的正向压降值，而是表示硅基功率MOSFET的正向压降值，表示硅基功率MOSFET的工作特性。
[0019]本专利技术还可以将硅基功率MOSFET 300与反向二极管400封装在同一个封装体内，这可以节省封装成本，也可以减少在其应用时的电路设计难度和PCB板成本。
[0020]以上具体实施方式及实施例是对本专利技术技术思想的具体支持，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本专利技术技术方案保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体功率器件，其特征在于，包括硅基功率MOSFET和反向二极管；所述硅基功率MOSFET包括源极、漏极、栅极、体二极管和截止二极管，所述体二极管的阴极与所述漏极连接，所述截止二极管的阳极与所述体二极管的阳极连接，所述截止二极管的阴极与所述源极连接；所述硅基功率MOSFET的源极与所述反向二极管的阳极连接，所述硅基功率MOSFET的漏极与所述反向二极管的阴极连接。2.如权利要求1所述的一种半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，袁愿林，刘磊，王睿，
申请(专利权)人：苏州东微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：