[发明专利]超结MOSFET器件及芯片

说明书

本申请公开一种超结MOSFET器件及芯片。该超结MOSFET器件包括N型外延层以及位于N型外延层上的元胞区和终端区；元胞区包括第一超结结构，第一超结结构两侧的上表面各设有第一P型基区，第一超结结构中间的上端面上设有第一多晶硅栅极，第一多晶硅栅极的下表面以及两侧面均设有第一氧化层，第一氧化层的外围设有源极金属；终端区包括第二超结结构，第二超结结构的上表面设有第二P型基区，第二P型基区的上表面设有第二氧化层，第二氧化层上设有第二多晶硅栅极；通过控制第一多晶硅栅极以及第二多晶硅栅极的状态，以控制在第一P型基区的表面形成供电流通过的导电沟道。本申请可以提高反向恢复特性。

技术领域

本申请涉及功率半导体器件领域，具体涉及一种超结MOSFET器件及芯片。

背景技术

超结金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)器件的体二极管特性相比于常规MOSFET更差，其原因是超结MOSFET器件内部具有交替的PN柱结构，使得体二极管正向导通时存储在耐压层中的非平衡载流子浓度更高，而在体二极管反向恢复过程中非平衡载流子被抽取的速度很快。在反向恢复过程中极易出现电流和电压的过冲，造成超结MOSFET器件损坏，导致反向恢复特性较差。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种超结MOSFET器件及芯片，以解决现有的超结MOSFET器件反向恢复特性较差的问题。

本申请提供的一种超结MOSFET器件，包括N型外延层以及位于所述N型外延层上的元胞区和终端区；其中，

所述元胞区包括第一超结结构，所述第一超结结构两侧的上表面各设有第一P型基区，所述第一超结结构中间的上端面上设有第一多晶硅栅极，所述第一多晶硅栅极的下表面以及两侧面均设有第一氧化层，所述第一氧化层的外围设有源极金属；

所述终端区包括第二超结结构，所述第二超结结构的上表面设有第二P型基区，所述第二P型基区与所述第一P型基区相接触，所述第二P型基区的上表面设有第二氧化层，所述第二氧化层上设有第二多晶硅栅极，所述第二多晶硅栅极的上表面设有栅极PAD(焊垫)；

通过控制所述第一多晶硅栅极以及所述第二多晶硅栅极的状态，以控制在所述第一P型基区的表面形成供电流通过的导电沟道。

其中，所述第一多晶硅栅极包括第一N型多晶硅以及位于所述第一N型多晶硅的上表面的第一P型多晶硅，所述第一P型多晶硅与所述源极金属形成欧姆接触，所述第一N型多晶硅通过栅走线与所述栅极PAD连接。

其中，每侧的所述第一P型基区中设有相接触的N+源区和P+体区，其中一侧的所述N+源区的部分上表面和P+体区的部分上表面与所述源极金属的一端连接，另一侧的所述N+源区的部分上表面和P+体区的部分上表面与所述源极金属的另一端连接。

其中，所述第一多晶硅栅极的两侧面的第一氧化层的厚度大于所述第一多晶硅栅极的下表面的第一氧化层的厚度。

其中，所述第一超结结构包括第一N柱以及位于所述第一N柱两侧的第一P柱，所述第一N柱为所述N型外延层的部分区域，每侧的所述第一P柱的上表面与位于同一侧的所述第一P型基区接触，所述第一N柱的上表面与所述第一氧化层接触。

其中，所述第一N型多晶硅为掺杂磷的N型多晶硅，所述第一P型多晶硅为掺杂硼的P型多晶硅。

其中，所述第二多晶硅栅极包括第二N型多晶硅以及位于所述第二N型多晶硅上表面的第二P型多晶硅，所述第二P型多晶硅与所述栅极PAD上的栅极金属形成欧姆接触。

其中，所述第二N型多晶硅包括相接触的第一N型多晶硅区域和第二N型多晶硅区域，所述第二N型多晶硅区域位于所述超结MOSFET器件的中心位置或靠近所述超结MOSFET器件的中心位置。