[实用新型]一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件

说明书

本实用新型公开了一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件，该器件包括：半导体衬底，半导体衬底上的N型重掺杂区和P型阱区，该N型重掺杂区设在P型阱区中间，在P型阱区一侧靠近栅结构的N型轻掺杂区，N型轻掺杂区上的N型重掺杂源区，N型重掺杂源区相接的P型重掺杂源区，在P型阱区另一侧靠近栅结构的N型轻掺杂漂移区，N型轻掺杂漂移区上的N型重掺杂缓冲区，远离栅结构区的N型重掺杂缓冲区一侧的P型重掺杂漏区，P型阱区中间的栅结构区，该栅结构采用多晶硅材料和高K绝缘材料，N型/P型重掺杂源区引出源极，分裂栅结构引出栅极，N型/P型重掺杂漏区引出漏极。该半导体功率器件通过分裂栅和超结结构可以有效地提高其开关速度。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率技术领域，具体涉及一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件。

背景技术

功率半导体器件是任何电子系统不可缺少的电子器件，其主要应用在各种电源和驱动负载上。随着功率半导体器件的更新换代，新型功率半导体器件逐渐向实现节能、节材、环保和微型化等效益方面发展。

自80年代末期超结晶体管结构被首次提出以来，超结MOS器件就以其导通电阻小、导通速度快和开关损耗低等优点被广泛关注。而传统的超结MOS器件具有较大的栅沟道导通电阻，为了减小栅极的沟道比导通电阻和降低栅驱动功率，本实用新型设计一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件。

实用新型内容

本实用新型为一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件，采用轻掺杂源极区和分裂栅结构区可以有效地降低栅沟道电阻所占比例，也可以防止热退化效应和减少栅沟道漏电流效应；采用超结MOS，可以有效地提高该半导体功率器件的开关速度。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种具有超结结构的槽型分裂栅MOS半导体功率器件，包括：半导体衬底，N型重掺杂区，P型阱区，N型轻掺杂区，N型重掺杂源区，P型重掺杂源区，N型轻掺杂漂移区，N型重掺杂缓冲区，P型重掺杂漏区，分裂栅区，屏蔽栅区。

进一步设置，在半导体衬底上设有N型重掺杂区和P型阱区，该N型重掺杂区设置在P型阱区中间，且其面积比P型阱区面积小。

如此设置，采用N型重掺杂区可以有效地形成超结结构。

进一步设置，在P型阱区一侧且靠近分裂栅结构区设有N型轻掺杂区，在N型轻掺杂区上设有N型重掺杂源区，在远离分裂栅结构区的N型重掺杂源区一侧设有与其相邻接的P型重掺杂源区，该P型重掺杂源区的面积比P型重掺杂漏区的面积小。

如此设置，采用N型轻掺杂区可以降低栅沟道比导通电阻、防止热退化效应和减小栅沟道漏电流。

进一步设置，在P型阱区另一侧且靠近分裂栅结构区设有N型轻掺杂漂移区，在N型轻掺杂漂移区上设有N型重掺杂缓冲区，在远离分裂栅结构区的N型重掺杂缓冲区一侧设有彼此相邻接的P型重掺杂漏区，该P型重掺杂漏区的面积比N型重掺杂缓冲区的面积小，且N型轻掺杂漂移区的面积比N型重掺杂缓冲区的面积大。

如此设置，采用N型轻掺杂漂移区，可以有效地实现电导调制效应。

进一步设置，在P型阱区中间设有栅结构区，该栅结构区贯穿P型阱区并延伸至N型重掺杂区，且包含两个分裂栅、一个屏蔽栅、分裂栅区的绝缘介质和屏蔽栅区的绝缘介质，其中分裂栅采用多晶硅材料、屏蔽栅采用导电材料、分裂栅区的绝缘介质采用高K绝缘材料和屏蔽栅区的绝缘介质采用硅氧化物，其中该高K绝缘材料是一种单质或者化合物或者几种相关薄膜叠加组成的材料。

如此设置，高K绝缘材料可以有效地改善栅沟道的漏电流效应。

进一步设置，N型/P型重掺杂源区引出源极，分裂栅引出栅极，N型/P型重掺杂漏区引出漏极，该源极、栅极和漏极的金属电极采用金属铜材料或者铝材料。