[实用新型]一种碳化硅MOSFET器件

说明书

本实用新型涉及一种碳化硅MOSFET器件，包括：自下而上依次层叠设置的漏极、衬底和外延区；P型阱区，设置在外延区中，P型阱区的上表面高于外延区的上表面；N源区，设置在外延区中且与P型阱区相邻设置，N源区的上表面高于外延区的上表面；N+注入区和P+注入区，相邻设置在P型阱区中；栅极绝缘层，设置在外延区上且至少部分覆盖N+注入区；栅极，设置在栅极绝缘层上。本实用新型的碳化硅MOSFET器件，没有双极性退化效应，在高温、高频等应用工况下更有优势。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种碳化硅MOSFET器件。

背景技术

随着碳化硅工艺技术的不断成熟以及成本的不断下降，碳化硅功率器件在新一代电力电子器件应用中越来越重要。碳化硅作为宽禁带半导体，有着禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率高、载流子饱和速度高等特点。与传统的硅器件相比，具有更高的工作温度、更高的功率密度、同时开关损耗更低。

SiC MOSFET有着卓越的开关损耗和超小的导通损耗，带来系统整个体积和其他成本的下降。不同的芯片配置，可以有效的减小器件的损耗，例如SiC MOSFET+SiC二极管的组合输出电流能力比IGBT+SiC二极管要大， SiC MOSFET+SiC二极管的组合可以工作在高频，减小系统的成本和体积。 SiC功率模块可以增强变流器的性能，全SiC芯片可以用更小的体积实现更高耐压、更低损耗，给牵引变流系统和电力传输系统的研发设计带来更多便利。一方面3.3kV全SiC功率器件已经在牵引变流器中得到应用，有着显著的节能、减小变流器体积和重量等作用；另一方面6.5kV Si IGBT器件已经用于高铁和电力传输系统，因此迫切需要研发替代6.5kV SiC功率器件的碳化硅MOSFET器件，已达到显著节能、减小变流器体积和重量等有益效果。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种碳化硅 MOSFET器件。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种碳化硅MOSFET器件，包括：

自下而上依次层叠设置的漏极、衬底和外延区；

P型阱区，设置在所述外延区中，所述P型阱区的上表面高于所述外延区的上表面；

N源区，设置在所述外延区中且与所述P型阱区相邻设置，所述N源区的上表面高于所述外延区的上表面；

N+注入区和P+注入区，相邻设置在所述P型阱区中；

栅极绝缘层，设置在所述外延区上且至少部分覆盖所述N+注入区；

栅极，设置在所述栅极绝缘层上。

在本实用新型的一个实施例中，所述栅极绝缘层延伸以至少部分覆盖所述外延区的上表面，所述栅极还形成在覆盖所述P型阱区侧壁的所述栅极绝缘层上。

在本实用新型的一个实施例中，所述碳化硅MOSFET器件还包括：

源极，设置在所述N+注入区、所述P+注入区以及所述N源区上且部分覆盖所述N+注入区。

在本实用新型的一个实施例中，所述源极(10)与所述N源区是肖特基接触。

在本实用新型的一个实施例中，所述碳化硅MOSFET器件还包括：层间绝缘层，所述层间绝缘层覆盖在所述栅极上。

在本实用新型的一个实施例中，所述衬底为碳化硅n+掺杂。

在本实用新型的一个实施例中，所述外延区为碳化硅n-掺杂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：