一种集成沟道二极管的功率器件及其制备方法技术

本申请提供了一种集成沟道二极管的功率器件，包括依次层叠设置的漏极金属层、碳化硅N型衬底层、碳化硅N型外延层、碳化硅N型电流扩展层和源极金属层；所述碳化硅N型电流扩展层内嵌设有控制沟槽栅极和辅助沟槽栅极；所述辅助沟槽栅极底部设有碳化硅P型屏蔽层；所述控制沟槽栅极和辅助沟槽栅极之间设有碳化硅P型基区和碳化硅N型源区。通过引入辅助沟槽栅极，在工作时改变其上施加的电压信号，在正向导通和反向续流工作模式下，使得辅助沟槽栅极侧壁沟道均能开启并流通电流。可在不牺牲正向导通特性的同时抑制碳化硅MOSFET中体二极管的开启，从而实现良好的导通特性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体器件，特别是一种集成沟道二极管的功率器件及其制备方法。

技术介绍

1、碳化硅材料因其宽禁带、高临界击穿电场和高热导率等优异的材料特性，在高温、大功率领域得到广泛研究和应用，碳化硅mosfet（metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）相比硅mosfet能够实现更高的开关频率、更高的工作温度和更高的功率密度等性能。

2、碳化硅mosfet内部存在寄生的体二极管（pin二极管），因此在反向续流模式下也可工作。但是pin二极管的开启电压较大（一般为2.5～3v），且为双极型器件，在关断时有着较大的反向恢复电荷。在碳化硅pin二极管运行过程中，电子和空穴因复合所释放能量将导致堆垛层错在基底面位错处扩展，将导致器件导通性能退化甚至失效。

3、为解决体二极管损耗大且存在双极退化问题，通常在碳化硅mosfet外部并联一个续流二极管或者在内部集成肖特基二极管使用。外部并联续流二极管增加了系统的散热和封装成本。内部集成肖特基二极管存在反向漏电流偏大的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，包括依次层叠设置的漏极金属层、碳化硅N型衬底层、碳化硅N型外延层、碳化硅N型电流扩展层和源极金属层；

2.根据权利要求1所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述控制沟槽栅极包括控制沟槽栅极氧化层和控制沟槽栅极N型多晶硅；

3.根据权利要求2所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述辅助沟槽栅极包括辅助沟槽栅极氧化层和辅助沟槽栅极N型多晶硅；

4.根据权利要求3所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述控制沟槽栅极氧化层的厚度为所述辅助沟槽栅极氧化层厚度的1-2倍。p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，包括依次层叠设置的漏极金属层、碳化硅n型衬底层、碳化硅n型外延层、碳化硅n型电流扩展层和源极金属层；

2.根据权利要求1所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述控制沟槽栅极包括控制沟槽栅极氧化层和控制沟槽栅极n型多晶硅；

3.根据权利要求2所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述辅助沟槽栅极包括辅助沟槽栅极氧化层和辅助沟槽栅极n型多晶硅；

4.根据权利要求3所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述控制沟槽栅极氧化层的厚度为所述辅助沟槽栅极氧化层厚度的1-2倍。

5.根据权利要求1所述的集成沟道二极管的功率器件，其特征在于，所述控制沟槽栅极和所述辅助沟槽栅极顶部分别设有一层层间电介质层，所述层间电介质层顶部与所述源极金属层接触。

6.根据权利要求1所述的集成沟道二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：和巍巍，温正欣，刘恒，
申请(专利权)人：深圳基本半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：