[发明专利]一种具有抗单粒子烧毁能力的功率器件

说明书

本发明公开一种具有抗单粒子烧毁能力的功率器件，包括衬底，在所述衬底下方设置有漏极，所述衬底上方设置有硅外延层，所述硅外延层上方设置有Si_1‑xGe_x源极层和绝缘栅层，所述Si_1‑xGe_x源极层和所述绝缘栅层左右相接，所述Si_1‑xGe_x源极层上方设置有金属源极。本发明能够有效改善器件的抗单粒子烧毁效应，优化器件的整体性能。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件领域，特别是涉及一种具有抗单粒子烧毁能力的功率器件。

背景技术

功率MOSFET器件是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，在航空、航天等领域的电子学系统中，用作备用电源的功率开关、DC-DC电压变换器、信号发射机等多个部位。而功率MOSFET则指处于功率输出级的MOSFET器件，通常工作电流大于1A。由于功率MOSFET可以从工艺技术上有效地降低器件的特征导通电阻(Ron)，并且能处理较大的导通电流，因此，目前功率MOSFET再低压MOSFET产品市场中被广泛接受。

但是功率MOSFET器件对单粒子效应却存在固有的薄弱性，单个高能粒子入射到功率MOSFET器件内部会引发单粒子烧毁(Single Event Burnout，SEB)效应，一旦发生会导致器件永久失效，影响整个电子学系统的正常工作。并且单粒子烧毁(Single EventBurnout，SEB)是众所周知的突发故障机制，其是由于穿过功率MOSFET的单个重离子而引发。单粒子烧毁的出现归因于器件固有的寄生晶体管，寄生晶体管由n+源区、p-体区和n-外延层组成。如果此寄生晶体管导通，则在施加的大漏极电压的影响下，会发生足够的载流子倍增，导致电流过大，从而引起器件的热破坏。

由于功率MOSFET在太空中的广泛应用，研究SEB的加固技术是很有价值的。因此有必要对传统MOSFET进一步研究，改进结构，以提高器件的抗单粒子烧毁性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有抗单粒子烧毁能力的功率器件，以解决上述现有技术存在的问题，改善器件的抗单粒子烧毁效应，优化器件的整体性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种具有抗单粒子烧毁能力的功率器件，包括衬底，在所述衬底下方设置有漏极，所述衬底上方设置有硅外延层，所述硅外延层上方设置有Si_1-xGe_x源极层和绝缘栅层，所述Si_1-xGe_x源极层和所述绝缘栅层左右相接，所述Si_1-xGe_x源极层上方设置有金属源极。

可选地，所述硅外延层自下到上依次包括N型缓冲区、N型漂移区和p^-Si体区，所述N型缓冲区下方与所述衬底相接，所述p^-Si体区上方与所述Si_1-xGe_x源极层相接。

可选地，所述Si_1-xGe_x源极层包括p⁺Si_1-xGe_x源区和n⁺Si_1-xGe_x源区，所述p⁺Si_1-xGe_x源区右方与所述n⁺Si_1-xGe_x源区相接。

可选地，所述p⁺Si_1-xGe_x源区的掺杂浓度、源极扩散深度能够进行调整。

可选地，所述n⁺Si_1-xGe_x源区的掺杂浓度、源极扩散深度能够进行调整。