一种六边低体二极管压降的屏蔽型埋沟井槽SiC VDMOSFET结构制造技术

本发明专利技术公开一种六边低体二极管压降的屏蔽型埋沟井槽SiC VDMOSFET结构，包括六边形MOS元胞，在六边形MOS元胞引入埋沟井槽，将元胞从长条形改设计成六边形，减小器件中源区面积占比，同时在源区刻蚀埋沟U槽，将欧姆接触及栅源隔离从横向改为纵向，大幅度减小器件元胞尺寸，增大器件的电流密度；在JFET区顶部增加源极接触，消除了栅极和漏极的正对部分，极大限度的降低了栅漏电容，并且直接降低SiC MOSFET器件的体二极管压降，使原有结构的体二极管变为现有肖特基二极管的浪涌注入结构，增加体二极管的抗浪涌能力；在JFET区底部增加屏蔽结构，有利于在JFET区底部通过耗尽效应减小器件短路时的电流路径宽度，大幅降低器件的短路饱和电流，进而提升SiC MOSFET的短路能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及sic mosfet的抗雪崩击穿能力和短路能力的片上结构改进，具体涉及一种六边低体二极管压降的屏蔽型埋沟井槽sic vdmosfet结构。

技术介绍

1、sic mosfet器件具有高频低损耗的显著优势，在电动汽车、光伏逆变器和充电桩等领域有十分广泛的应用。尽管如此，sic mosfet的持续发展仍需要更快的开关速度以以便容许更高的开关频率，更低的栅漏电容以降低开关损耗，更小的元胞尺寸以降低同尺寸器件的导通电阻。

2、然而，一方面sic mosfet极快的开关速度使得器件在关断过程中极易产生漏源电压过冲的问题；另一方面sic mosfet在电驱系统发生负载短路时会出现短路故障，瞬时的高压大电流极易导致器件短路失效。

3、目前针对同时优化sic mosfet器件雪崩能力和短路能力的方法极少，大部分仍是基于单种鲁棒性进行优化提升。比如，通常采用优化p阱掺杂形貌和优化终端电场分布等调整元胞结构参数的方法，或者在器件关断过程中优化驱动防止器件出现漏源电压过冲等方法来提升sic mosfet雪崩能力或者抑制器件出现漏源电压过冲，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种六边低体二极管压降的屏蔽型埋沟井槽SiC VDMOSFET结构，包括碳化硅外延层，所述碳化硅外延层上通过离子注入等距分布呈井状并为P型半导体的P阱，相邻所述P阱之间形成有JFET区，所述P阱中部通过极高浓度的相同离子注入形成为P型半导体的P+，所述P+的两侧通过极高浓度的离子注入形成为N型半导体的N阱，所述N阱与所述P+接触，所述N阱不靠近所述P阱侧面，所述JFET区上方形成有所述栅氧层，所述栅氧层上淀积有所述多晶硅栅极，所述多晶硅栅极上淀积有介质层，所述栅氧层和所述多晶硅栅极至少延伸位于所述N阱上方，所述碳化硅外延层上淀积有覆盖所述介质层的源极，所述碳化硅外延层下侧具有N衬底，...

【技术特征摘要】

1.一种六边低体二极管压降的屏蔽型埋沟井槽sic vdmosfet结构，包括碳化硅外延层，所述碳化硅外延层上通过离子注入等距分布呈井状并为p型半导体的p阱，相邻所述p阱之间形成有jfet区，所述p阱中部通过极高浓度的相同离子注入形成为p型半导体的p+，所述p+的两侧通过极高浓度的离子注入形成为n型半导体的n阱，所述n阱与所述p+接触，所述n阱不靠近所述p阱侧面，所述jfet区上方形成有所述栅氧层，所述栅氧层上淀积有所述多晶硅栅极，所述多晶硅栅极上淀积有介质层，所述栅氧层和所述多晶硅栅极至少延伸位于所述n阱上方，所述碳化硅外延层上淀积有覆盖所述介质层的源极，所述碳化硅外延层下侧具有n衬底，所述n衬底下方具有漏极，为了便于理解，将由多晶硅栅极纵向对应的单位范围内相同的结构定义为所述六边形mos元胞，其特征在于，所述六边形mos元胞俯视结构呈正六边形，所述六边形mos元胞六个边相邻位置均分布有所述六边形mos元胞，相邻所述六边形mos元胞至少有一边平行，所述n阱上刻蚀开凿有埋沟，所述埋沟下方刻蚀连通有井槽，所述井槽贯穿所述n阱并深入至所述p阱内，所述井槽内淀积有金属的源极，所述源极与所述n阱和p阱的欧姆接触同时短接，相邻所述多晶硅栅极的介质层合并沉积入所述埋沟内深埋所述源极，使得源极与所述n阱和p阱的欧姆接触同时短接由横向转变为纵向，同时省略多晶硅栅极侧面的介质层，所述jfet区的横截面呈柱型轮廓，所述柱型轮廓至少具有一粗径段和一细径段以形成屏蔽结构，所述粗径段与所述六边形mos元胞的栅氧层接触，所述多晶硅栅极位于所述jfet区上的位置被打断以形成两段的所述多晶硅栅极，所述源极通过两段的所述多晶硅栅极与所述jfet区直接接触以形成肖特基结。

2.根据权利要求1所述的一种六边低体二...

【专利技术属性】
技术研发人员：许一力，
申请(专利权)人：北京清芯微储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：