[实用新型]集成金属氧化物半导体场效应晶体管器件

说明书

本申请涉及集成金属氧化物半导体场效应晶体管器件。集成MOSFET器件形成在具有第一导电类型且为碳化硅的本体中。该本体容纳：具有第二导电类型的第一本体区域；与所述第一本体区域相邻的JFET区域；具有第一导电类型的第一源极区域，延伸到第一本体区域的内部中；具有第二导电类型的注入结构，延伸到JFET区域的内部中。隔离栅极结构部分地位于第一本体区域、第一源极区域和JFET区域上方。第一金属化层在第一表面上方延伸并且与注入结构和JFET区域直接接触地形成JBS二极管。由此提供集成MOSFET器件的改进方案。

技术领域

本公开涉及具有集成二极管的碳化硅MOSFET器件。

背景技术

众所周知，垂直导电MOSFET(“金属氧化物半导体场效应晶体管”)晶体管通常用作同步整流器，例如在具有桥式配置的应用中，例如DC/DC转换器。

特别地，由碳化硅(SiC)制成的MOSFET晶体管由于其降低的功率损耗和更小尺寸的特性而近来已经被提供。

在图1和图2中示出了由碳化硅形成的MOSFET晶体管(在下文中，也被定义为器件1)的一个示例。

具体而言，器件1包括具有第一导电类型(例如，N型)的具有上表面2A和下表面2B的碳化硅本体2。

典型地，本体2由衬底17(形成下表面22B)和外延层16(形成上表面22A)形成。本体2容纳第一本体区域3和第二本体区域5，第一本体区域3和第二本体区域5具有第二类型的导电类型(在本例中被认为是P型)，被布置为彼此间隔一距离并且在平行于参考系XYZ的第一轴Y的方向上延伸；此外，本体区域3、5从上表面2A延伸到本体2的内部(在平行于参考系XYZ的第二轴Z的方向上)。

本体区域3、5由此面向上表面2A在本体2中界定中间区域15。

本体区域3、5分别容纳从上表面2A延伸到本体区域3、5的内部的N型的第一源极区域4和第二源极区域6。

P型并具有高掺杂水平的多个富集区域7A-7D从本体2的第一表面2A延伸到源极区域4、6的内部，与后者相比到达更深的深度，但与本体区域3、5的深度相比更小。具体地，富集区域7A-7D包括第一富集区域7A和7C(图2)，所述第一富集区域7A和7C延伸穿过第一源极区域4并且在平行于参考系XYZ的第三轴X的方向上相互对准。此外，富集区域7A-7D包括第二富集区域7B和7D，所述第二富集区域7B和7D延伸穿过第二源极区域6并且在平行于第三轴X的方向上相互对准(如具体可以在图2中看到的那样)。

如图1所示，例如氧化硅(SiO₂)的绝缘区域8在上表面2A上方延伸。详细而言，绝缘区域8在中间区域15的顶部延伸，并且部分地在两个本体区域3、5的一端的顶部以及两个源极区域4、6的一端的顶部延伸。

多晶硅的导电区域9在绝缘区域8上方延伸。例如氧化硅的电介质层10覆盖导电区域9的顶部和侧面。

绝缘区域8、导电区域9和电介质层10形成隔离栅极区域12；导电区域9还电耦合到器件1的栅极端子G。

此外，上金属化层13(用虚线示出)在整个上表面2A上方延伸，并且下金属化层11在整个下表面2B上方延伸，从而确保器件1的电连接和操作。

特别地，上金属化层13与源极区域4、6接触地形成器件1的源极端子S。

下金属化层11与本体2接触地形成器件1的漏极端子D。

本体2和下金属化层11之间的接合部在器件1内部形成被称为“本体-漏极二极管”的二极管，其可以在一些应用中根据需要在导通阶段中交替地操作到器件1，例如，当器件1在桥配置中使用时。

图1和图2所示的解决方案有一些缺点。