本发明专利技术提供的是一种栅增强功率半导体场效应晶体管。包括漏区(201)、漂移区(202)、介质层(203)、分裂栅(204)、栅电极(205)、n+层(206)、源电极(207)、沟道区(208)，介质层(203)的K值是按一定规律分布的，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。本发明专利技术通过用K值按照一定规律分布的介质层代替原来的侧氧结构，在不牺牲器件耐压的前提下，降低漏-源导通电阻。本发明专利技术与常规MOSFET工艺兼容，具有很强的可实施性，更易满足功率电子系统的应用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纵向金属氧化物半导体场效应晶体管(Vertical M0SFET)，具体 地来说涉及一种改进的栅增强功率M0SFET。
技术介绍
在功率电子领域中，功率MOSFET被广泛应用在开关器件结构中。为了让开关器件 的功能得到良好的发挥，功率MOSFET需要满足两个要求1、当器件处于导通状态，能拥有 非常低的导通电阻，最小化器件本身的功率损耗；2、当器件处于关断状态，能拥有足够高的 反向击穿电压。Yung C. Liang提出一种在低压范围内替代超结(Super Junction)的新型 器件，称为斜形侧氧调制(Gradient Oxide-Bypassed，缩写为GOB)结构器件( Chen5Yung C. Liang and G. S. Samudra IEEE Transactions on Power Electronics 22(4) 2007)。GOB 结构将在超结中很难实现的杂质浓度匹配问题，转换为容易控制的氧化层厚度上。GOB的观念是在器件的垂直方向上，利用侧氧调制结构对器件漂移区的电场进行 横向调制，令漂移区中的电场能够得到近似一致分布，因此击穿电压得到了较大的提高，并 且漂移区的掺杂浓度可以增大，并且近似于超结中漂移区浓度，从而降低器件导通状态下 的导通电阻。但GOB结构的侧氧结构所占面积较大，且在器件开启状态下对器件的电流导 通没有贡献，直接限制了器件性能的发挥。另外，有一种具有分裂栅的栅增强功率(power Gate Enhanced with Split gate SGE)器件(Ying Wang, Hai-fan Hu, Wen-Li Jiao, IEEE Electron Device Letters. 2010, 31 (11) :1281-1283)被提出，相比于G0B，这种结构更有效的提高了硅片使用率，漂移区具 有更高的η型掺杂浓度，在相同击穿电压下，有效的降低了导通电阻。但是，GOB和SGE都使用了侧氧结构，一方面，斜侧氧的形成存在一定的工艺难度； 另一方面，侧氧结构所占面积较大。为了在保证击穿电压的前提下，进一步降低导通电阻， 且改善上述问题，本专利技术提出了一种改进的栅增强功率M0SFET。附图说明图1给出了一种已有的SGE UMOS晶体管的结构，包括漏区(101)、漂移区(102)、 氧化层(103)、分裂栅(104)、栅电极(105)、η+层(106)、源电极(107)、沟道区(108)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在不牺牲器件耐压的前提下，降低漏-源导通电阻； 与常规MOSFET工艺兼容，具有很强的可实施性；更易满足功率电子系统的应用要求的栅增 强功率半导体场效应晶体管。本专利技术的目的是这样实现的；包括漏区201、漂移区202、介质层203、分裂栅204、栅电极205、η+层206、源电极 207、沟道区208，介质层203的K值是按一定规律分布的，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。所述按一定规律分布的分布规律为漂移区长度为L、Ly表示漂移区深度为y的地方、0}Lu}L，与之对应地方的介质层的K值为ey表示为 权利要求1.一种栅增强功率半导体场效应晶体管，包括漏区001)、漂移区002)、介质层 (203)、分裂栅(204)、栅电极(205)、n+层(206)、源电极(207)、沟道区(208)，其特征是介 质层(20 的K值是按一定规律分布的，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。2.根据权利要求1所述的一种栅增强功率半导体场效应晶体管，其特征是所述按一定 规律分布的分布规律为漂移区长度为L、Ly表示漂移区深度为y的地方、0 ≤ Ly ≤ L，与之 对应地方的介质层的K值为表示为全文摘要本专利技术提供的是一种栅增强功率半导体场效应晶体管。包括漏区(201)、漂移区(202)、介质层(203)、分裂栅(204)、栅电极(205)、n+层(206)、源电极(207)、沟道区(208)，介质层(203)的K值是按一定规律分布的，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。本专利技术通过用K值按照一定规律分布的介质层代替原来的侧氧结构，在不牺牲器件耐压的前提下，降低漏-源导通电阻。本专利技术与常规MOSFET工艺兼容，具有很强的可实施性，更易满足功率电子系统的应用要求。文档编号H01L29/06GK102148256SQ20111006748公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日专利技术者兰昊, 刘云涛, 曹菲, 王颖, 邵雷 申请人:哈尔滨工程大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种栅增强功率半导体场效应晶体管，包括漏区（２０１）、漂移区（２０２）、介质层（２０３）、分裂栅（２０４）、栅电极（２０５）、ｎ＋层（２０６）、源电极（２０７）、沟道区（２０８），其特征是：介质层（２０３）的Ｋ值是按一定规律分布的，即Ｋ值按照从源极到漏极方向越来越小。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王颖，兰昊，曹菲，刘云涛，邵雷，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93
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