[发明专利]可调电容的屏蔽栅MOSFET器件

说明书

本发明提供一种可调电容的屏蔽栅MOSFET器件，包括第一导电类型重掺杂半导体衬底、金属化漏极电极、第一导电类型轻掺杂半导体外延层、第二导电类型半导体基区、第一导电类型重掺杂半导体源区、第二导电类型重掺杂半导体体区、金属化源极电极、沟槽、栅氧化层、多晶硅栅电极、介质隔离层、绝缘介质隔离层、多晶硅屏蔽栅、介质层，多晶硅屏蔽栅和屏蔽栅电压控制模块相连，屏蔽栅电压控制模块根据不同的应用环境需求，产生输出电压，使得多晶硅屏蔽栅的电位发生变化，从而调整器件的栅漏电容和栅源电容及两者之间的比例，进而控制器件的开关损耗和dv/dt能力。

技术领域

本发明提供一种能通过外电路调节屏蔽栅电位的SGT MOSFET，从而实现栅漏电容与栅源电容及其比例的调节，属于功率半导体器件及应用领域。

背景技术

屏蔽栅沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT MOSFET)是一种典型的沟槽型MOSFET，具有传统Trench MOSFET低导通损耗的优点，同时具有更低的开关损耗，因此，SGTMOSFET在中低压功率半导体领域独树一帜，特别是新能源电动车、新型光伏发电、节能家电等领域的电机驱动系统、逆变器系统及电源管理系统中，是核心的功率控制器件，市场前景非常广阔，众多国内外半导体公司已经在该结构上发展多代产品。

随着绿色节能理念在全球范围内的确立与推进，功率半导体器件的能量损耗越来越受到重视。功率MOSFET的能量损耗一方面来自于导通损耗，另一方面来自于开关损耗。功率MOSFET器件的导通损耗与导通电阻有关，导通电阻越小，导通损耗越低；功率MOSFET器件的开关损耗与开关速度有关，开关速度越快，大电流与高电压同时作用于器件上的时间越短，开关损耗越小。SGT MOSFET采用电荷平衡原理，与高压领域的Super Junction MOSFET类似，通过屏蔽栅增强沟槽之间的横向耗尽，这样就可以提高外延层掺杂浓度，减小导通电阻。与传统Trench MOSFET相比，SGT MOSFET还利用屏蔽栅屏蔽掉绝大部分栅漏电荷Qgd，并将其转换为栅源电荷Qgs，降低了Cgd/Ciss，改善了器件的dv/dt能力，同时，采用屏蔽栅结构能够明显降低栅电荷Qg，提高器件的开关的速度，降低开关损耗。因此，SGT MOSFET具有出色的FOM(R_DS*Qg)值。

在实际应用中，随着应用环境的改变，对功率MOSFET的开关损耗和dv/dt能力有着不同的要求，而传统SGT MOSFET是一种三端器件，屏蔽栅电极与源极或者栅极相连，Cgd/Ciss值在制造器件时就已经确定，开关损耗和dv/dt能力不能随应用环境的改变去调节。因此，为了满足不同应用环境的要求，需要一种可以调节栅漏电容和栅源电容及dv/dt能力的SGT MOSFET。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种可以通过外电路调节电容与dv/dt能力的SGT MOSFET器件。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：