一种宽禁带和超宽禁带槽栅MOSFET器件制造技术

本发明专利技术属于功率半导体技术领域，具体提供一种集成异质结二极管的异质异构型宽禁带和超宽禁带槽栅MOSFET器件，用于解决超宽禁带半导体Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;无P型掺杂导致的无法制作大功率的常关型反型层沟道MOSFET器件的技术瓶颈。解决现有Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的Fin‑gate技术沟道迁移率低、工艺要求高，以及解决现有4H‑SiC MOSFET器件和GaN、AlGaN甚至AlN构成的MOSFET的沟道迁移率低的问题。并且，解决上述MOSFET反向导通压降高的技术难题。通过利用重掺杂的异质P型NiO或者SnO<subgt;2</subgt;等易制作的低成本宽禁带半导体或者和耐压层同质的P型半导体材料形成对具有较低击穿电场的异质半导体材料构成的反型层沟道区以及栅氧化层的电场保护，保证了击穿发生在耐压层而非异质半导体材料的P型沟道区，从而在不影响材料高击穿特性的情况下，实现各类具有低沟道电阻的常关型反型层MOSFET器件。同时，重掺杂的异质P型NiO或者SnO<subgt;2</subgt;等材料和耐压层构成的异质结二极管或者异质的P型沟道区和耐压层构成的异质结二极管具有低反向导通压降和单极性导电特性，利于降低静态和动态损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体功率器件，涉及宽禁带以及超宽禁带材料构成的纵向半导体功率器件，具体为一种异质异构型宽禁带和超宽禁带槽栅mosfet器件。

技术介绍

1、碳化硅(sic)材料具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率高、饱和电子漂移速率高等特点，更加适合于高频、高压、高温等应用场合。sic槽栅mosfet具有高温工作能力、低导通损耗、高开关频率、高电压能力、高抗干扰能力、小尺寸和轻量化等优点，应用前景广阔。sic材料有不同的晶体结构，其中常见的为3c-sic，4h-sic以及6h-sic。基于材料特点，4h-sic更适合制作高压mosfet器件，但是4h-sic材料制作的槽栅mosfet反型层沟道电子有效迁移率低，通常约为40-90cm2/vs，从而导致器件总比导通电阻较大。并且sic mosfet体二极管的反向导通压降非常高，通常达4-5v。且由于反向体二极管导通时为pn结二极管导电，其电导调制效果随温度增高而显著增大，从而导致二极管的反向恢复电荷和损耗以及相邻的开关管开启电流应力和损耗急剧增大，不利于高温高功率密度的应用。

2、氮化镓(gan)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种集成异质结二极管的异质异构型宽禁带和超宽禁带槽栅MOSFET器件元胞，包括：

2.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅MOSFET器件元胞，其特征在于所述深入半导体耐压层(2)内的槽的深度不小于槽栅深度。

3.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅MOSFET器件元胞，其特征在于当所述第一种半导体材料为Ga2O3时，所述第二种半导体材料可以是4H-SiC或者3C-SiC或者GaN或者NiO或者SnO2或者ZnO或者其他任何可以制作的禁带宽度大于2eV的P型半导体材料。

4.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅M...

【技术特征摘要】

1.一种集成异质结二极管的异质异构型宽禁带和超宽禁带槽栅mosfet器件元胞，包括：

2.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于所述深入半导体耐压层(2)内的槽的深度不小于槽栅深度。

3.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于当所述第一种半导体材料为ga2o3时，所述第二种半导体材料可以是4h-sic或者3c-sic或者gan或者nio或者sno2或者zno或者其他任何可以制作的禁带宽度大于2ev的p型半导体材料。

4.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于当所述第一种半导体材料为4h-sic时，所述第二种半导体材料可以是si或者3c-sic。

5.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于当所述第一种半导体材料为gan、algan、aln时，所述第二种半导体材料可以是4h-sic或者3c-sic。

6.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于所述第三种半导体材料的半导体可以是n型多晶硅或者n型nio或者n型igzo或者n型zno等。

7.按权利要求1所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于所述第四种半导体材料的半导体可以是p-nio，p-sno2等常见宽禁带半导体材料。

8.按权利要求1、2、3、4、5、6、7所述集成异质结二极管的异质异构的槽栅mosfet器件元胞，其特征在于所述深入耐压层(2)的第四种半导体材料的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：易波，徐艺，钱凌轩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：