【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种间隔栅sic mosfet结构。
技术介绍
1、在电力电子系统中，sic mosfet内部的体二极管经常被用作续流二极管使用，但由于sic材料较大的禁带宽度，这会导致高的导通损耗。同时在双极运行期间，电子空穴的复合所释放出的能量会导致基面位错(bpd)生长，这会引发双极退化效应，因此体二极管不适合用作续流二极管使用。因此，这种传统的sic mosfet结构存在可靠性差、功耗高的问题，大大限制了碳化硅mosfet在未来电力系统中的潜在应用。
技术实现思路
1、为了解决上述传统sic mosfet体二极管无法用作续流使用的问题，本专利技术提出了一种间隔栅sic mosfet结构。本专利技术解决的技术问题主要通过以下技术方案实现：
2、本专利技术的一个实施例提供了一种间隔栅sic mosfet结构，包括：
3、n-漂移区(3)；
4、n+漏极区(2)，位于所述n-漂移区(3)的下表面；
5、漏极金属区(1)，位于所述n+漏极区(2)的下表面；
6、电流扩展层csl(4)，位于所述n-漂移区(3)的上表面；
7、p-base区分为左中右三部分，左侧p-base区(5-1)、中部p-base区(5-2)、右侧p-base区(5-3)，均位于所述电流扩展层csl(4)的上表面；
8、n-source区分为左侧n-source区(6-1)和右侧n-source区(6-2)，左侧n
9、p-plus区分为左中右三部分，左侧p-plus区(7-1)、中部p-plus区(7-2)、右侧p-plus区(7-3)，左侧p-plus区(7-1)位于左侧p-base区(5-1)的上表面和左侧n-source区(6-1)的左侧，中部p-plus区(7-2)位于中部p-base区(5-2)的上表面以及右侧n-source区(6-2)的右侧，右侧p-plus区(7-3)位于右侧p-base区(5-3)的上表面；
10、多晶硅栅分为两部分，多晶硅真栅(8)、多晶硅假栅(13)；
11、栅氧也分为两部分，多晶硅真栅氧(9)、多晶硅假栅氧(12)，多晶硅真栅氧(9)位于多晶硅真栅(8)的下侧，位于部分左侧n-source区(6-1)、左侧p-base区(5-1)、电流扩展层csl(4)及右侧n-source区(6-2)的上表面；多晶硅假栅氧(12)位于多晶硅假栅(13)的下侧，位于中侧p-base区(5-2)、电流扩展层csl(4)、右侧p-base区(5-3)的上表面；
12、隔离氧(11)位于多晶硅真栅(8)和部分多晶硅真栅氧(9)的上表面；
13、源极金属层(10)，位于左侧p-plus区(7-1)、部分左侧n-source区(6-1)、隔离氧(11)、部分右侧n-source区(6-2)、中部p-plus区(7-2)、部分中部p-base区(5-2)、多晶硅假栅(13)、部分右侧p-base区(5-3)、右侧p-plus区(7-3)的上表面；
14、优选的，所述多晶硅真栅氧(9)厚度为40nm～150nm，多晶硅假栅氧(12)厚度为10nm～40nm。
15、优选的，所述多晶硅栅的材料为多晶硅，该多晶硅为n型掺杂，掺杂元素为磷元素，掺杂浓度为1×1019～1×1020cm-3。
16、优选的，所述n-漂移区(3)为sic，掺杂类型为n型外延掺杂，掺杂元素为氮元素或磷元素，掺杂浓度为1×1013～5×1016cm-3，厚度为5～30μm。
17、优选的，所述电流扩展层csl(4)为sic,掺杂类型为n型外延掺杂，掺杂元素为氮元素或磷元素，掺杂浓度为1×1016～1×1018cm-3，厚度为0.5～5μm。
18、优选的，所述n+漏极区(2)为n型掺杂，掺杂元素为氮元素或磷元素，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3。
19、优选的，所述n-source区(6-1)、(6-2)为n型掺杂，掺杂元素为氮元素或磷元素，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，厚度为0.5～1.5μm。
20、优选的，所述p-base区(5-1)、(5-2)、(5-3)为p型掺杂，掺杂元素为铝元素或硼元素，掺杂浓度为1×1017～8×1017cm-3，厚度为0.5～1.5μm。
21、优选的，所述p-plus区(7-1)、(7-2)、(7-3)为p型掺杂，掺杂元素为铝元素或硼元素，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，厚度为0.5～1.5μm。
22、本专利技术提出了一种间隔栅sic mosfet结构，当工作在第一象限时，p-base区在栅极加压下反型形成导电沟道，电流通过导电沟道流向电流扩展层，电流扩展层拓宽了电流沟道，加强了电流的导通能力。当mosfet工作在第三象限时，中部p-base区(5-2)、右侧p-base区(5-3)表面在多晶硅假栅(13)的作用下反型形成导电沟道，由于多晶硅假栅氧(12)厚度较薄，形成的肖特基超势垒二极管的开启电压约为1v，远低于体二极管3v的开启电压，电流经过肖特基超势垒二极管，因此导通压降明显降低，同时也消除了双极退化效应。同时该器件结构也具有优秀的栅电荷特性、电容特性、反向恢复特性。
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1.一种间隔栅SiC MOSFET结构，其特征在于，包括：
2.按照权利要求1所述的间隔栅SiC MOSFET结构，其特征在于所述多晶硅真栅氧厚度为40nm～150nm，多晶硅假栅氧的厚度为10nm～40nm。
3.按照权利要求1所述的间隔栅SiC MOSFET结构，其特征在于，所述多晶硅真栅和多晶硅假栅的材料均为多晶硅，该多晶硅为N型掺杂，掺杂元素为磷元素，掺杂浓度为1×1019～1×1020cm-3。
4.按照权利要求1所述的一种间隔栅SiC MOSFET结构，其特征在于，所述电流扩展层为SiC，掺杂类型为N型外延掺杂，掺杂元素为氮元素或者磷元素，掺杂浓度为1×1016～1×1018cm-3，厚度为1～5μm。
5.按照权利1要求所述的一种间隔栅SiC MOSFET结构，其特征在于，所述N-漂移区为SiC，掺杂类型为氮元素或者磷元素，掺杂浓度为1×1013～5×1016cm-3，厚度为5～30μm。
【技术特征摘要】
1.一种间隔栅sic mosfet结构，其特征在于，包括：
2.按照权利要求1所述的间隔栅sic mosfet结构，其特征在于所述多晶硅真栅氧厚度为40nm～150nm，多晶硅假栅氧的厚度为10nm～40nm。
3.按照权利要求1所述的间隔栅sic mosfet结构，其特征在于，所述多晶硅真栅和多晶硅假栅的材料均为多晶硅，该多晶硅为n型掺杂，掺杂元素为磷元素，掺杂浓度为1×1019～1×1020cm-3。...
【专利技术属性】
技术研发人员：周新田，娄栗浩，唐蕴，贾云鹏，胡冬青，吴郁，赵元富，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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