[实用新型]一种4H-SiC基超结功率场效应晶体管

说明书

本实用新型公开了一种4H‑SiC基超结功率场效应晶体管，包含漏电极、源电极、栅电极，漏电极贴合于衬底区的下表面，在衬底区的上方设置有相接触的第一漂移区与第二漂移区，且位于第一漂移区下方的衬底区向上凸起使得第一漂移区的厚度小于第二漂移区，衬底区的凸起部分延伸至第二漂移区，第二漂移区的上表面面积大于其下表面面积，源区与源电极并排嵌入源体区，源区、源电极的上表面与源体区的上表面齐平，源区位于源电极的内侧，源体区的下表面与第二漂移区的上表面接触且其内侧延伸至与第一漂移区接触，栅电极、栅区和绝缘层依次层叠设置。减小了器件元胞尺寸，提升了UIS雪崩耐量能力。

技术领域

本实用新型涉及到半导体功率器件技术领域，具体涉及一种4H-SiC基超结功率场效应晶体管。

背景技术

超结功率MOSFET即金属-氧化物-半导体场效应晶体管，是为改善传统功率MOSFET中击穿电压与比导通电阻之间的矛盾而提出的，被广泛地应用于中低功率电源设备中。现有的4H-SiC基超结功率MOSFET存在关断时间长、开关功耗较大的缺陷。因此，如何进一步提高器件导通电流的能力，降低器件的开关功耗，缩短关断时间则成为新的研究方向。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种4H-SiC基超结功率场效应晶体管，能够提高器件导通电流的能力，降低器件的开关功耗，缩短关断时间。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种4H-SiC基超结功率场效应晶体管，其关键在于：由多个重复元胞结构相互拼接而成，所述元胞结构包含漏电极、源电极、栅电极，此外还包括衬底区、源区、源体区、栅区以及绝缘层；所述漏电极贴合于所述衬底区的下表面，在所述衬底区的上方设置有相接触的第一漂移区与第二漂移区，且位于所述第一漂移区下方的所述衬底区向上凸起使得第一漂移区的厚度小于第二漂移区，所述衬底区的凸起部分延伸至所述第二漂移区，所述第二漂移区的上表面面积大于其下表面面积，所述源区与所述源电极并排嵌入所述源体区，所述源区、源电极的上表面与所述源体区的上表面齐平，所述源区位于所述源电极的内侧，所述源体区的下表面与所述第二漂移区的上表面接触且其内侧延伸至与所述第一漂移区接触，所述栅电极、栅区和绝缘层从上到下依次层叠设置，所述绝缘层的下表面与所述第一漂移区、源体区以及部分源区的上表面接触。

进一步的，所述源区、第一漂移区、衬底区、栅区与所述源体区、第二漂移区的掺杂类型不同，当所述源区、第一漂移区、衬底区和栅区的掺杂类型为N型时，所述源体区、第二漂移区的掺杂类型为P型；当所述源区、第一漂移区、衬底区和栅区的掺杂类型为P型时，所述源体区、第二漂移区的掺杂类型为N型。

进一步的，所述衬底区凸起部分的掺杂类型与所述源区相同，该衬底区的凸起部分的掺杂浓度低于其非凸起部分的掺杂浓度且高于所述第一漂移区的掺杂浓度。

进一步的，所述衬底区与所述第二漂移区接触的面积大于与所述第一漂移区接触的面积。

进一步的，所述源区、第一漂移区、衬底区、源体区、第二漂移区和栅区均由半导体材料制成，所述漏电极、源电极和栅电极均由金属材料制成。

进一步的，所述半导体材料为硅、砷化镓、氮化镓或者碳化硅。

本实用新型的显著效果是：在保证寄生体二极管反向恢复电流的软度、不增加器件的比导通电阻的前提下，通过将源体区下沉并将源电极嵌设于下沉位置，从而有效缩短了电流路径，降低了器件的比导通电阻，提高了器件导通电流的能力，减小了器件元胞尺寸，进而减小了器件面积，提升了MOSFET器件的UIS雪崩耐量能力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。