短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构及其制造方法技术

技术编号:46622042 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:16
本发明专利技术公开了一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构及其制造方法,结构包括:位于第一导电类型外延层中的不连通的第二导电类型阱区;相邻第二导电类型阱区之间的第一导电类型外延层作为第一导电类型JFET区;位于第二导电类型阱区之中的第一导电类型源区;第一导电类型源区在器件的纵深方向为间隔排布,相邻第一导电类型源区在纵深方向之间的距离为S1,S1≥1um;位于第一导电类型源区与第一导电类型JFET区之间的第二导电类型沟道区;第一导电类型源区与第二导电类型沟道区毗邻,第二导电类型沟道区与第一导电类型JFET区毗邻;本发明专利技术在提升半导体功率开关器件短路耐受时间的同时,提升器件在系统发生短路时的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,尤其涉及一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构及其制造方法


技术介绍

1、碳化硅功率开关器件(以下简称器件)具备工作频率高、工作电压高、输出功率大等优越性能,可实现系统体积大幅度缩小、效能成倍提升,在新能源汽车、新能源发电、电网、轨道交通等领域获得了广泛应用。

2、短路耐量,又称短路耐受时间,是衡量器件耐受短路能力的可靠性指标。当器件处于短路时,其沟道为开通状态,漏极电压为母线电压,器件处于高压大电流状态,在短时间内器件将产生大量的热,在短路耐受时间内,器件可以承受高压大电流而不损坏。

3、现有短路耐量加固方案主要有两种,一种是在源极(对于碳化硅igbt是发射极)额外引入串联的轻掺杂源,轻掺杂源电阻比常规源大,当发生短路时,大电流在轻掺杂源上产生较大压降,降低了有效栅源电压,从而降低双输出电流,其问题是工艺复杂,需额外增加多步工艺;另一种是通过增大jfet区电阻来抑制大电流,其缺点是提升幅度有限且工艺窗口小,jfet电阻偏大和偏小均会导致短路耐量变低。


技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于:碳化硅功率开关器件结构的栅源电压VGS计算公式包括:

3.根据权利要求1所述的一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于:所述第一导电类型源区的掺杂浓度范围为1e19cm-3 ~ 5e20cm-3。

4.根据权利要求1所述的一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于:第一导电类型源区的宽度为S2,S2≥10um,第一导电类型源区的长度为S3,S3≥0.2um。

>5.一种短路耐量加...

【技术特征摘要】

1.一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于:碳化硅功率开关器件结构的栅源电压vgs计算公式包括:

3.根据权利要求1所述的一种短路耐量加固的碳化硅功率开关器件结构,其特征在于:所述第一导电类型源区的掺杂浓度范围为1e19cm-3 ~ 5e20cm-3。

4.根据权利要求1所述的一种短路耐量加...

【专利技术属性】
技术研发人员:应贤炜陈谷然张跃黄昱部桐张腾杨晓磊李士颜杨勇柏松黄润华
申请(专利权)人:南京第三代半导体技术创新中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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