[实用新型]一种抗电磁干扰抗浪涌碳化硅MPS器件

说明书

本实用新型公开了一种抗电磁干扰抗浪涌碳化硅MPS器件。其N+离子注入区位于阴极二区与其两侧的各N‑外延层的表面之间；阳极一区和阳极二区位于阴极二区两侧；一次P+离子注入区位于一次N‑外延层的上表面，阳极一区最边缘的一次P+离子注入区位于一次N‑外延层，二次N‑外延层以及阳极一区三者交汇处；阳极二区最边缘的一次P+离子注入区位于一次N‑外延层，二次N‑外延层以及阳极二区三者交汇处；二次P+离子注入区和三次P+离子注入区分别位于二次N‑外延层和三次N‑外延层上表面，阴极二区两侧的二次P+离子注入区和三次P+离子注入区与阳极一区或阳极二区相邻。本实用新型的碳化硅MPS器件具有更大的导通电流，增强了器件的抗电磁干扰能力和抗浪涌能力。

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，具体涉及一种抗电磁干扰抗浪涌碳化硅MPS器件。

背景技术

碳化硅(SiC)肖特基二极管是一种宽禁带半导体功率器件，具有出色的器件性能，因为SiC材料具有高临界击穿电场、高饱和电子漂移速率、高热导率等优良的物理特性，可用于制作高压、大功率、高频、高温应用的半导体功率器件，将在轨道交通等领域发挥重要作用。

SiC MPS二极管(Merged PiN-Schottky Diode)是SiC肖特基二极管中的一种器件，这种器件在SiC肖特基二极管的基础上加入了寄生的PiN结构，使其电学特性结合了SiC肖特基二极管和PiN二极管的优点，在正偏时，随着正偏电压的增大，肖特基二极管首先开启，然后寄生的PiN二极管开启。当PiN二极管开启后，将会有大量少子由P+离子注入区注入到漂移区，产生电导调制效应使正向串联电阻减小，增大导通电流。在反偏的时候，SiC MPS二极管反向特性由寄生PiN二极管主导，反向漏电流很小。

抗电磁干扰可靠性是SiC MPS二极管面临的可靠性问题之一，尤其在轨道交通领域，随着各种强电力设备的小型化，设备之间的空间距离减少，电力设备释放的强磁场是电磁干扰产生的方式之一，当SiC MPS二极管在正向导通状态下工作时，电子和空穴的运动将会可能受到强磁场的干扰，引起器件性能的变化。

浪涌电流可靠性是SiC MPS二极管面临的另一个重要的可靠性问题，尽管关于SiCMPS二极管抗浪涌能力在不断提高，但是传统SiC MPS二极管的抗浪涌能力具有其极限，尤其当浪涌电流超过其额定工作电流10倍以上的时候，器件将难以承受如此高的电流密度，导致器件损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种抗电磁干扰抗浪涌碳化硅MPS器件，本实用新型在只有纵向导通电流路径的传统SiC MPS二极管的基础上对器件结构进行了改良，引入了横向导通电流路径，进一步增大了器件的导通电流，从而提升了器件的抗电磁干扰能力和抗浪涌能力。

本实用新型提供了一种抗电磁干扰抗浪涌碳化硅MPS器件，包括阴极电极，包括阴极一区和阴极二区；

N+衬底区，位于所述阴极一区的上方，所述阴极二区位于N+衬底区上；

N-外延层，由下至上依次包括一次N-外延层，二次N-外延层和三次N-外延层；所述一次N-外延层位于N+衬底区的上方，所述一次N-外延层、二次N-外延层和三次N-外延层均包括分布在阴极二区左侧和右侧的部分；

N+离子注入区，包括N+离子注入区一区和N+离子注入区二区，N+离子注入区一区位于阴极二区左侧以及阴极二区左侧的各N-外延层的右表面之间；所述N+离子注入区二区位于阴极二区右侧和阴极二区右侧的各N-外延层的左表面之间；

阳极电极，包括阳极一区和阳极二区，阳极一区位于阴极二区左侧的一次N-外延层的上方，且其右表面和二次N-外延层以及三次N-外延层的左表面相邻；阳极二区位于阴极二区右侧的一次N-外延层的上方，且其左表面和二次N-外延层以及三次N-外延层的右表面相邻；

P+离子注入区，包括一次P+离子注入区，二次P+离子注入区和三次P+离子注入区；