本技術(shù)涉及半導(dǎo)體，特別涉及一種具有交錯式p柱結(jié)構(gòu)的超結(jié)mosfet器件。

背景技術(shù)：

1、在相關(guān)技術(shù)中，超結(jié)mosfet器件在新能源汽車、直流充電樁等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當超結(jié)mosfet體二極管在電路中被用作續(xù)流二極管時，其狀態(tài)會從正向?qū)ㄞD(zhuǎn)變?yōu)榉聪蚪刂?，在體二極管正向?qū)〞r，空穴載流子注入效率增強，n型漂移區(qū)存儲的空穴載流子遠高于傳統(tǒng)的mosfet，少數(shù)載流子存儲效應(yīng)更加明顯。同時，在超結(jié)mosfet體二極管反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流會隨之增加，而峰值電流的增加容易造成器件熱燒毀。此外，在漂移區(qū)非平衡載流子的掃出階段，存儲的非平衡載流子的掃出速度越快，越容易引起高的反向電流恢復(fù)速率，使得體二極管軟度因子變小，反向恢復(fù)趨近于硬性恢復(fù)。由于電力系統(tǒng)雜散電感的存在，硬恢復(fù)容易引起體二極管電壓過沖或電路振蕩，并可能誘發(fā)超結(jié)mosfet寄生三極管的開啟，最終導(dǎo)致器件失效。為了改善超結(jié)mosfet的反向恢復(fù)性能，提高電路的工作效率并降低器件時效的風險，通常采用載流子壽命控制技術(shù)。

2、載流子壽命控制技術(shù)主要有兩種方法，一種方法是在漂移區(qū)中擴散深能級重金屬，另一種方法是采用電子輻照技術(shù)。然而，在漂移區(qū)中擴散深能級重金屬方法的制作工藝難度和成本較高，而且還會增加器件的漏電流，而電子輻照技術(shù)會引起器件閾值電壓降低等問題，降低器件的魯棒性和實用性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本申請?zhí)岢鲆环N具有交錯式p柱結(jié)構(gòu)的超結(jié)mosfet器件，旨在改善超結(jié)mosfet器件的反向恢復(fù)特性。

2、第一方面，本申請實施例提供了一種具有交錯式p柱結(jié)構(gòu)的超結(jié)mosfet器件，包括：

3、源極、柵極和漏極；

4、絕緣介質(zhì)層，位于所述源極與所述柵極之間，所述絕緣介質(zhì)層內(nèi)部設(shè)置有所述柵極；

5、漂移區(qū)，位于所述源極和所述漏極之間，所述漂移區(qū)內(nèi)部設(shè)置有交錯式p柱和連接層，所述交錯式p柱通過所述連接層與所述源極接觸。

6、根據(jù)本申請的一些實施例，所述交錯式p柱包括交錯p型區(qū)，所述交錯p型區(qū)包括多個依次層疊的p型層，相鄰的兩個所述p型層之間存在部分重疊。

7、根據(jù)本申請的一些實施例，所述交錯p型區(qū)所占的空間小于或等于所述交錯式p柱所占的空間的一半。

8、根據(jù)本申請的一些實施例，所述交錯p型區(qū)通過所述連接層與所述源極接觸。

9、根據(jù)本申請的一些實施例，所述連接層包括：

10、p?base區(qū)，與所述交錯式p柱相接觸，所述p?base區(qū)內(nèi)部設(shè)置有n?plus區(qū)和p?plus區(qū)，所述p?base區(qū)通過所述n?plus區(qū)以及所述p?plus區(qū)與所述源極相接觸。

11、根據(jù)本申請的一些實施例，所述超結(jié)mosfet器件還包括：

12、n?plus襯底，位于所述漂移區(qū)與所述漏極之間。

13、根據(jù)本申請的一些實施例，所述漂移區(qū)以及所述n?plus襯底由硅或者碳化硅或者氮化鎵材料制作而成。

14、根據(jù)本申請的一些實施例，所述交錯式p柱與所述n?plus襯底無接觸。

15、根據(jù)本申請的一些實施例，所述漂移區(qū)由p型半導(dǎo)體或n型半導(dǎo)體材料摻雜而成。

16、根據(jù)本申請的一些實施例，所述源極與所述漏極由鈦、鎳、銀或者鎳、鋇、金材料制作而成。

17、根據(jù)本申請實施例的技術(shù)方案，至少具有如下有益效果：本申請實施例的超結(jié)mosfet器件包括：源極、柵極和漏極；絕緣介質(zhì)層，位于源極與柵極之間，絕緣介質(zhì)層內(nèi)部設(shè)置有柵極；漂移區(qū)，位于源極和漏極之間，漂移區(qū)內(nèi)部設(shè)置有交錯式p柱和連接層，交錯式p柱通過連接層與源極接觸。由于本申請實施例的超結(jié)mosfet器件的漂移區(qū)內(nèi)部設(shè)置有交錯式p柱，因此，本申請實施例的超結(jié)mosfet器件有利于抑制反向恢復(fù)電荷對漂移區(qū)的注入和減緩載流子的掃除速度，從而使得超結(jié)mosfet器件的反向恢復(fù)特性得到改善。

技術(shù)特征：

1.一種具有交錯式p柱結(jié)構(gòu)的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述交錯式p柱包括交錯p型區(qū)，所述交錯p型區(qū)包括多個依次層疊的p型層，相鄰的兩個所述p型層之間存在部分重疊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述交錯p型區(qū)所占的空間小于或等于所述交錯式p柱所占的空間的一半。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述交錯p型區(qū)通過所述連接層與所述源極接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述連接層包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述漂移區(qū)以及所述n?plus襯底由硅或者碳化硅或者氮化鎵材料制作而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述交錯式p柱與所述n?plus襯底無接觸。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述漂移區(qū)由p型半導(dǎo)體或n型半導(dǎo)體材料摻雜而成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的超結(jié)mosfet器件，其特征在于，所述源極與所述漏極由鈦、鎳、銀或者鎳、鋇、金材料制作而成。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供了一種具有交錯式P柱結(jié)構(gòu)的超結(jié)MOSFET器件，該超結(jié)MOSFET器件包括：源極、柵極和漏極；絕緣介質(zhì)層，位于所述源極與所述柵極之間，所述絕緣介質(zhì)層內(nèi)部設(shè)置有所述柵極；漂移區(qū)，位于所述源極和所述漏極之間，所述漂移區(qū)內(nèi)部設(shè)置有交錯式P柱和連接層，所述交錯式P柱通過所述連接層與所述源極接觸。由于本申請實施例的超結(jié)MOSFET器件的漂移區(qū)內(nèi)部設(shè)置有交錯式P柱，因此，本申請實施例的超結(jié)MOSFET器件有利于抑制反向恢復(fù)電荷對漂移區(qū)的注入和減緩載流子的掃除速度，從而使得超結(jié)MOSFET器件的反向恢復(fù)特性得到改善。

技術(shù)研發(fā)人員：檀春健,王少剛,葉懷宇,付嵩琦,魯綱
受保護的技術(shù)使用者：深圳市國微三代半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240116
技術(shù)公布日：2024/10/10