CN102544091A - 新型碳化硅mosfet - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体器件，公开了一种应用于高压条件下的电气设备如交流电机、变频器、开关电源、牵引传动等场合的新型碳化硅MOSFET。它包括设于下端的漏极（1）、设于上端的源极（8）和栅极（9），漏极（1）上方依次连接有缓冲区（2）和漂移区（3），源极（8）下方设有源区（7），栅极（9）下方设有栅极绝缘层（5），所述源区（7）的下方设有P阱区（6），栅极绝缘层（5）下方设有P掺杂区（4）。本发明在普通MOSFET结构基础上，在栅极下的衬底表面增加浓度不高的掺杂区，使得在器件承受高压时，栅极绝缘层中的电场减弱，从而降低绝缘层击穿的几率，提高碳化硅MOSFET的整体耐压值。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种应用于高压条件下的电气设备如交流电机、变频器、开关电源、牵引传动等场合的新型碳化硅MOSFET器件。
背景技术
金属氧化物型场效应管（MOSFET）主要结构包括发射区、沟道区以及漂移区等组成，通过施加与材料表面垂直的电场，在靠近栅极的表面形成反型层，构成导电沟道，由于单极性的导电原理，MOSFET器件具有高开关速度的优点。
但是目前更高耐压的碳化硅MOSFET器件在设计、应用过程中，由于栅极绝缘材料的击穿导致器件提前穿通的情况，限制了MOSFET更高耐压的设计与应用。鉴于此，迫切需要发明一种新型碳化硅MOSFET器件，可以在保证原有导通特性的前提下，有效解决由于绝缘材料引起的器件耐压低于理想设计的问题。
发明内容
本发明针对目前高压碳化硅MOSFET设计中出现的栅极绝缘层击穿问题，提出了一种新型碳化硅MOSFET。它在采用较大P阱区间隔、并且最小程度影响通态特性的前提下，能够防止栅极绝缘层击穿，提高碳化硅MOSFET的整体耐压。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
新型碳化硅MOSFET，包括设于下端的漏极、设于上端的源极和栅极，漏极上方依次连接有缓冲区和漂移区，源极下方设有源区，栅极下方设有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层下方设有P掺杂区，P掺杂区连接于漂移区的右上部。
在正向导通的状态下，栅极与漏极之间此时为正向压降，P掺杂区可以工作在反型状态，从而不会影响正向导通时的电流流向，最终实现在不影响或者尽量小的影响通态特性的前提下，提高器件整体耐压的目的。
作为优选，所述源区的下方设有P阱区，P阱区连接于漂移区的左上部。当本发明反向承受耐压时，由于P阱区的存在，在漏极与栅极之间相对于普通MOSFET结构增加了新的PN结，帮助承受反向耐压，从而相应的大大减弱绝缘层中的场强，降低击穿几率，同时可以扩展P阱区间隔，有利于器件的工作。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：它在普通MOSFET结构基础上，在栅极下的衬底表面增加浓度不高的掺杂区，使得在器件承受高压时，栅极绝缘层中的电场减弱，从而降低绝缘层击穿的几率，提高碳化硅MOSFET的整体耐压值。本发明新增的掺杂区厚度较薄，极好的针对了现有的耐压限制问题，以较小的代价有效提高了器件总体耐压等级。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例
新型碳化硅MOSFET，如图1所示，包括设于下端的漏极1、设于上端的源极8和栅极9，漏极1上方依次连接有缓冲区2和漂移区3，源极8下方设有源区7，栅极9下方设有栅极绝缘层5，所述栅极绝缘层5下方设有P掺杂区4，P掺杂区4连接于漂移区3的右上部。
所述源区7的下方设有P阱区6，P阱区6连接于漂移区3的左上部。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (2)
1. 新型碳化硅MOSFET，包括设于下端的漏极（1）、设于上端的源极（8）和栅极（9），漏极（1）上方依次连接有缓冲区（2）和漂移区（3），源极（8）下方设有源区（7），栅极（9）下方设有栅极绝缘层（5），其特征在于：所述栅极绝缘层（5）下方设有P掺杂区（4），P掺杂区（4）连接于漂移区（3）的右上部。
2. 根据权利要求1所述的新型碳化硅MOSFET，其特征在于：所述源区（7）的下方设有P阱区（6），P阱区（6）连接于漂移区（3）的左上部。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105023939A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-11-04 | 四川大学 | 一种新型的栅下阱结构4H-SiCMOSFET器件 |
| CN111446293A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-24 | 浙江大学 | 一种增强体二极管的碳化硅功率mosfet器件 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298770A (en) * | 1991-08-22 | 1994-03-29 | Samsung Electronics Co. Ltd. | Power switching MOS transistor |
| CN1505170A (zh) * | 2002-11-29 | 2004-06-16 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | SiC-MISFET及其制造方法 |
| CN1666325A (zh) * | 2002-07-24 | 2005-09-07 | 住友电气工业株式会社 | 纵向结型场效应晶体管及其制造方法 |
| CN101065847A (zh) * | 2004-11-18 | 2007-10-31 | 独立行政法人产业技术综合研究所 | 碳化硅mos场效应晶体管以及其制造方法 |
| WO2009099182A1 (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Rohm Co., Ltd. | 半導体装置 |
| JP2009194164A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
-
2010
- 2010-12-17 CN CN2010105929641A patent/CN102544091A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298770A (en) * | 1991-08-22 | 1994-03-29 | Samsung Electronics Co. Ltd. | Power switching MOS transistor |
| CN1666325A (zh) * | 2002-07-24 | 2005-09-07 | 住友电气工业株式会社 | 纵向结型场效应晶体管及其制造方法 |
| CN1505170A (zh) * | 2002-11-29 | 2004-06-16 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | SiC-MISFET及其制造方法 |
| CN101065847A (zh) * | 2004-11-18 | 2007-10-31 | 独立行政法人产业技术综合研究所 | 碳化硅mos场效应晶体管以及其制造方法 |
| WO2009099182A1 (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Rohm Co., Ltd. | 半導体装置 |
| JP2009194164A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105023939A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-11-04 | 四川大学 | 一种新型的栅下阱结构4H-SiCMOSFET器件 |
| CN111446293A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-24 | 浙江大学 | 一种增强体二极管的碳化硅功率mosfet器件 |
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