[发明专利]短沟道沟槽功率MOSFET

权利要求书

1.一种功率半导体装置，包括：

具有第一导电类型的衬底层(9)；

体层(6)，所述体层(6)被设置在所述衬底层(9)上，并且具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型；

源极层(5)，所述源极层(5)被设置在所述体层(6)上，并且具有所述第一导电类型，其中所述体层(6)包括从所述源极层(5)延伸到所述衬底层(9)的沟道区，

电传导栅极电极(10)，所述电传导栅极电极(10)穿透所述体层(6)，用于控制所述沟道区的电传导率，

栅极绝缘层(11)，所述栅极绝缘层(11)使所述电传导栅极电极(10)与所述衬底层(9)、与所述体层6并且与所述源极层(5)电绝缘，

所述第一导电类型的补偿层(15)，所述补偿层(15)与所述沟道区直接相邻地在所述源极层(5)与所述衬底层(9)之间在所述栅极绝缘层(11)上直接延伸，所述沟道区被定义为具有离所述补偿层(15)小于0.1 μm的距离的所述体层(6)的一部分，其中：

，

其中，L_ch是沟道长度，ε_CR是所述沟道区的电容率，ε_GI是所述栅极绝缘层(11)的电容率，t_COMP是所述补偿层(15)沿与所述栅极绝缘层(11)和所述补偿层(15)之间的界面正交的方向的厚度，以及t_GI是所述栅极绝缘层(11)的厚度，

其特征在于，所述补偿层(15)的所述厚度t_COMP处于从1 nm至10 nm的范围中。

2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，所述补偿层(15)的所述厚度t_COMP处于从2 nm至5 nm的范围中。

3.根据权利要求1或2所述的功率半导体装置，其中，所述沟道长度(L_ch)小于0.5 μm。

4.根据权利要求1或2所述的功率半导体装置，其中，所述沟道长度(L_ch)小于0.3 μm。

5.根据权利要求1或2所述的功率半导体装置，其中，所述补偿层(15)中的掺杂浓度为至少1·10¹⁸ cm^-3。

6.根据权利要求5所述的功率半导体装置，其中，所述补偿层(15)中的掺杂浓度为至少5·10¹⁸ cm^-3。

7.根据权利要求2和6中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述沟道区中的掺杂浓度为至少5·10¹⁷ cm^-3。

8.根据权利要求2和6中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述沟道区中的掺杂浓度为至少1·10¹⁸ cm^-3或者为至少5·10¹⁸ cm^-3。

9.根据权利要求2和6中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述衬底层(9)、所述体层(6)、所述补偿层(15)和所述源极层(5)是碳化硅层。