[实用新型]一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件

说明书

本实用新型提供了一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件，包括纵向自下而上的漏极、N型重掺衬底层、N型轻掺外延层、P型阱区、源极和栅极；所述栅极为圆形；整个栅极呈圆柱形，其除顶部外均被高k介质包围；所述P型阱区上设有介质槽，所述介质槽纵向深度小于P型阱区深度；所述源极以及漏极均设于所述介质槽内；栅极与源极接触部分呈现自然过渡，不存在有尖锐角度的情况，不容易发生电荷积累而造成的击穿问题，提高了VDMOSFET的可靠性。

【技术领域】

本实用新型涉及一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件。

【背景技术】

SiC器件碳化硅(SiC)材料因其优越的物理特性，广泛受到人们的关注和研究。其高温大功率电子器件具备输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、耐高温高压等优点，在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛应用。

然而其还存在阈值电压高、饱和电流时驱动电压高、材料缺陷较多、沟道迁移率较低、成本较高等技术、经济问题，严重制约着SiC功率器件的发展。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件，提高了VDMOSFET的可靠性。

本实用新型是这样实现的：一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件，包括纵向自下而上的漏极、N型重掺衬底层、N型轻掺外延层、P型阱区、源极和栅极；

所述栅极为圆形；整个栅极呈圆柱形，其除顶部外均被高k介质包围；

所述P型阱区上设有介质槽，所述介质槽纵向深度小于P型阱区深度；

所述源极以及漏极均设于所述介质槽内。

进一步的，所述源极为环形结构，所述栅极设于所述源极内。

进一步的，所述介质槽内设有突起部，所述栅极底部连接至所述突起部。

进一步的，所述源极为环形结构，且其内侧底部水平向内凸起形成凸起部；所述凸起部连至所述突起部外侧，且所述凸起部上表面连接至所述栅极底部。

进一步的，所述栅极的介质体积相等。

本实用新型的优点在于：本实用新型的一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件；

一、具有圆形栅结构，其栅结构在功率器件中心位置，栅的形状为圆形；

二、源极为环绕圆形栅的环形，因为圆形栅控制的电场可以沿所有方向扩散，所以相同面积条件下圆形栅控制的环形源极面积更大，故其相同面积下导通电阻更小；

三、栅极结构为圆形，故与源极接触部分呈现自然过渡，不存在有尖锐角度的情况，不容易发生电荷积累而造成的击穿问题，提高了VDMOSFET的可靠性。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种圆形栅SiC VDMOSFET功率器件俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种圆形栅SiC VDMOSFET功率器件中心位置切面图；

图3为本实用新型实施例提供的一种圆形栅SiC VDMOSFET功率器件非中心位置切面图。

【具体实施方式】

本实用新型实施例通过提供一种低阈值电压SiC圆形栅VDMOSFET功率器件，解决了现有技术中存在阈值电压高、饱和电流时驱动电压高、材料缺陷较多、沟道迁移率较低、成本较高的技术问题，实现了导通电阻低、阈值电压低一级可靠性高的技术效果。