申请/专利权人：无锡芯动半导体科技有限公司

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117747611A

主分类号：H01L27/02

分类号：H01L27/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构及器件，通过向JFET中引入平面栅极或者栅极母线及场氧层，改变了传统JFET的结构，通过平面栅极或栅极母线与其下方第一导电类型半导体的配合，当加电时，在电场作用下会使第一导电类型半导体反型，从而实现夹断，并且能有效减小夹断时的漏电流，能够产生高电流密度和低导通电阻。本发明将平面栅极或栅极母线垂直或平行于沟槽栅极，形成多种不同布局的元胞结构。本发明通过设置屏蔽区或掩埋区，能够有效保护栅氧层免受高电场影响。此外，本发明通过源极金属欧姆接触或接地，调节源接触区和接触区的离子浓度，改变两阱区、两屏蔽区、两掩埋区之间的距离等技术手段，能够有效降低器件在关断状态下的漏电流。

主权项：1.一种低漏电流的碳化硅MOSFET元胞结构，其特征在于：自下而上依次设有漏极111、第一导电类型介质层121、第一导电类型缓冲层122、第一导电类型漂移层123及电流扩散层124，电流扩散层124中一边设有第一沟槽栅MOSFET193，另一边设有第二沟槽栅MOSFET194及位于其后方的第三沟槽栅MOSFET195，第一沟槽栅MOSFET193与第二沟槽栅MOSFET194之间设有第一平面栅JFET191，第一沟槽栅MOSFET193与第三沟槽栅MOSFET195之间设有第二平面栅JFET192；第一平面栅JFET191与第二平面栅JFET192结构相同且均为常开型，第二沟槽栅MOSFET194与第三沟槽栅MOSFET195结构相同，三个沟槽栅MOSFET均为常关型；第一沟槽栅MOSFET193包括第一沟槽栅极13，第一沟槽栅极13的左右两侧各有一个第一阱区141，每个第一阱区141上方均有一个第一源接触区142，左侧的第一源接触区142的左边设有第一接触区143，左侧的第一源接触区142和第一接触区143的上方设有第一左侧源极金属145，右侧的第一源接触区142的上方设有第一右侧源极金属146；第二沟槽栅MOSFET194包括第二沟槽栅极15，第二沟槽栅极15的左右两侧各有一个第二阱区161，每个第二阱区161上方均有一个第二源接触区162，右侧的第二源接触区162的右边设有第二接触区163，右侧的第二源接触区162和第二接触区163的上方设有第二右侧源极金属166，左侧的第二源接触区162上方设有第二左侧源极金属165；第一平面栅JFET191包括第一平面栅极17，第一平面栅极17下方设有第一导电类型半导体18，第一导电类型半导体18位于右侧的第一源接触区142与左侧的第二源接触区162之间；第二平面栅JFET192的第一导电类型半导体位于右侧的第一源接触区142与第三沟槽栅MOSFET195的左侧的源接触区之间；第一左侧源极金属145、第一右侧源极金属146、第二左侧源极金属165、第二右侧源极金属166、第三沟槽栅MOSFET195的左侧源极金属1951和右侧源极金属1952均连接源极112，第一沟槽栅极13、第二沟槽栅极15、第三沟槽栅MOSFET195的栅极、第一平面栅极17和第二平面栅JFET192的栅极均连接栅极113，第一平面栅极17和第二平面栅JFET192的栅极均垂直于三个沟槽栅MOSFET的栅极；其中，第一源接触区142、第二源接触区162和第三沟槽栅MOSFET195的源接触区均为第一导电类型，第一阱区141、第一接触区143、第二阱区161、第二接触区163、第三沟槽栅MOSFET195的阱区及接触区均为第二导电类型。

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权利要求：

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