[实用新型]碳化硅结型场效应管

说明书

本实用新型涉及一种碳化硅结型场效应管。该碳化硅结型场效应管包括碳化硅衬底(101)、设置在碳化硅衬底上的碳化硅外延层(102)、阻断注入区(103)、设置在碳化硅外延层(102)的左右两侧的两个栅极注入区(104)和两个源极注入区(105)、以及栅极金属电极(107)和源极金属电极(106)，该栅极注入区(104)的正向截面为L型，包括竖直边和垂直边，在侧向沿整个碳化硅外延层(102)延伸，两个栅极注入区(104)的L型截面的竖直边相背对；源极注入区(105)设置在对应的L型截面的横边上，沿整个碳化硅外延层(102)的侧向延伸，阻断注入区(103)与两个栅极注入区(104)的L型截面的竖直边分别通过第一连通柱(110)相连接。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术，尤其涉及碳化硅结型场效应管。

背景技术

碳化硅半导体的优异性能使得基于碳化硅的电力电子器件与硅基器件相比具有突出的优点。碳化硅器件具有更低的导通电阻、更高的击穿电压、更好的热导性以及耐高温性能。同时，碳化硅制成的电力电子器件正向和反向特性随温度的变化很小，具有更高的稳定性。由于开关损耗小、开关频率高，碳化硅有望替代硅成为功率器件的主流材料。其中，碳化硅(SiC)JFET是碳化硅结型场效应管，具有导通电阻低、开关速度快、耐高温及热稳定性高等优点。

当前，碳化硅JFET大多为常开型器件。常开型碳化硅JFET在没有驱动信号时处于导通状态，容易造成桥臂的直通危险，降低了功率电路的安全可靠性。

实用新型内容

本实用新型鉴于现有技术的以上情况作出，用以克服或缓解现有技术中存在的一种或更多种问题，至少提供一种有益的选择。

为实现上述目的，提供了一种碳化硅结型场效应管，所述碳化硅结型场效应管包括碳化硅衬底、设置在所述碳化硅衬底上的碳化硅外延层、阻断注入区、设置在所述碳化硅外延层的左右两侧的两个栅极注入区和两个源极注入区、以及栅极金属电极和源极金属电极，所述栅极注入区在正向截面为L型，包括竖直边和垂直边，在侧向沿整个碳化硅外延层延伸，所述两个栅极注入区的L型截面的竖直边相背对；所述源极注入区设置在对应的所述栅极注入区的L型截面的横边上，所述源极注入区沿整个碳化硅外延层的侧向延伸，所述阻断注入区与所述两个栅极注入区的L型截面的竖直边分别通过第一连通柱相连接。

根据一种实施方式，所述第一连通柱为方柱，其横向的宽度与所述栅极注入区的所述竖直边的宽度一致，其侧向的宽度比所述竖直边的宽度窄。

根据一种实施方式，所述碳化硅结型场效应管还包括绝缘层，所述绝缘层使得所述源极金属电极和所述栅极金属电极之间实现电性能隔离。

根据一种实施方式，所述碳化硅结型场效应管还包括第二连通柱，所述第二连通柱用来连通所述源极金属电极和所述源极注入区，所述第二连通柱的横向宽度窄于所述源极注入区的横向宽度，所述第二连通柱的侧向宽度窄于所述源极注入区的侧向宽度，所述第二连通柱设置在所述源极注入区的远离栅极注入区的所述竖直边的位置。

根据一种实施方式，所述第一连通柱的横向宽度大于所述第二连通柱的横向宽度，所述栅极注入区的厚度大于所述源极注入区的厚度。

根据一种实施方式，所述竖直边的高度被设置为使得可以通过改变所述栅极注入区的掺杂浓度而在未通电的情况下，所述栅极注入区的耗尽区和所述阻断注入区的耗尽区之间能够形成沟道。

根据一种实施方式，所述竖直边的高度被设置为使得可以通过改变所述栅极注入区的掺杂浓度而在未通电的情况下所述栅极注入区的耗尽区和所述阻断注入区的耗尽区之间不形成沟道。

根据本实用新型的一些实施方式，提供了一种垂直型的碳化硅JFET结构，具有优良的耐压能力，适用于大功率应用。

根据本实用新型的一些实施方式，提供了一种垂直型的碳化硅JFET结构，其正向导通电阻低，可通过调节注入区的位置和掺杂浓度来控制器件的常开和常闭。

附图说明