[实用新型]MOSFET晶体管

说明书

本实用新型公开了一种MOSFET晶体管，MOSFET晶体管包括：衬底；缓冲层；漂移区；掺杂基区；帽层；多个沟槽；多个沟槽自帽层一侧向衬底一侧延伸，并延伸至漂移区内；多个重掺杂区，重掺杂区位于漂移区内且位于沟槽的底部，第一金属层，第一金属层覆盖部分台面、沟槽的部分底部以及和部分底部相连的侧壁；栅介质层以及栅极；第一电极和第二电极；MOSFET晶体管中具有第一原胞区和第二原胞区。由此，通过设置沟槽、第一原胞区和第二原胞区，实现了重掺杂区对沟槽栅的电场屏蔽，实现了掺杂基区与第二电极的电连接，同时也反并联了肖特基二极管，在不影响原胞尺寸的基础上，可以降低MOSFET晶体管的制备难度，可以降低MOSFET晶体管的生产成本，还可以降低MOSFET晶体管导通电阻。

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，尤其是涉及一种MOSFET晶体管。

背景技术

宽禁带半导体材料SiC相比于Si具有约3倍的禁带宽度、10倍的临界击穿电场强度、3倍的热导率，因此SiC MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor-金氧半场效晶体管)相比与Si基IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor-绝缘栅双极型晶体管)具有更高的耐压、更高的工作频率和更高的耐温等优势。无论是从理论上还是从实践中，都已经证实了SiC MOSFET相比于Si基IGBT具有10以上的开关频率和更好的开关效率。但是由于目前SiC材料的成本高、技术不成熟以及制备工艺的难度大，因此导致SiC MOSFET的成本高

另一方面，在很多的应用情况下，例如在全桥应用中，晶体管需要反并联一个续流二极管一起工作，例如目前常用的Si基IGBT模块反并联了Si快恢复二极管作为续流二极管。SiC MOSFET因为内部寄生的pn二极管的开启电压高，损耗大，因此往往需要反并联SiC肖特基二极管作为续流二极管。如果在一个器件(MOSFET晶体管)中集成了续流二极管，那么不仅可以提高芯片的集成度和可靠性，同时也可以有效的降低芯片成本。但在现有技术中，在一个MOSFET芯片中集成肖特基二极管时，会使原胞尺寸增加，从而会导致导通电阻增加。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种MOSFET晶体管，该MOSFET晶体管通过设置沟槽、第一原胞区和第二原胞区，与现有技术相比，实现了重掺杂区对沟槽栅的电场屏蔽，实现了掺杂基区与第二电极的电连接，同时也反并联了肖特基二极管，在不影响原胞尺寸的基础上，可以降低MOSFET晶体管的制备难度，也可以降低MOSFET晶体管的生产成本，还可以降低MOSFET晶体管的导通电阻。

根据本实用新型的MOSFET晶体管包括：衬底；缓冲层，所述缓冲层位于所述衬底的一侧；漂移区，所述漂移区位于所述缓冲层远离所述衬底的一侧；掺杂基区，所述掺杂基区位于所述漂移区远离所述缓冲层的一侧；帽层，所述帽层位于所述掺杂基区远离所述漂移区的一侧；多个沟槽，所述多个沟槽自所述帽层一侧向所述衬底一侧延伸，并延伸至所述漂移区内；多个重掺杂区，所述重掺杂区至少位于所述漂移区内且位于所述沟槽的底部；第一金属层，所述第一金属层覆盖所述沟槽的部分台面、部分底部以及和所述部分底部相连的侧壁；栅介质层以及栅极，所述栅介质层以及栅极位于所述沟槽内且所述栅极和所述第一金属层之间间隔有隔离介质；第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述衬底远离所述缓冲层的一侧，所述第二电极填充于所述沟槽内并与所述第一金属层接触；所述MOSFET晶体管中具有第一原胞区和第二原胞区，位于所述第二原胞区中的所述重掺杂区中的一部分进一步延伸至具有所述第一金属层一侧的沟槽侧壁处。

根据本实用新型的MOSFET晶体管，通过设置沟槽、第一原胞区和第二原胞区，与现有技术相比，实现了重掺杂区对沟槽栅的电场屏蔽，提高了器件栅的可靠性。实现了掺杂基区与第二电极的电连接，同时也反并联了肖特基二极管，在不影响原胞尺寸的基础上，可以降低MOSFET晶体管的制备难度，可以降低MOSFET晶体管的生产成本，还可以降低MOSFET晶体管导通电阻。