[发明专利]一种改善栅电容特性的超结MOSFET

权利要求书

1.一种改善栅电容特性的超结MOSFET，其特征在于从上至下依次包括源极金属层(1)、中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)、中低掺杂第二类导电类型半导体耗尽区扩展层(7)、中等掺杂第二类导电类型半导体柱区(9)、中高掺杂第二类导电类型半导体耗尽区压缩层(11)、高掺杂第二类导电类型半导体漏区(12)和漏极金属层(13)；

中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)上表面的栅极绝缘氧化层(3)内部设有多晶硅栅电极(2)，中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)的左右两侧为高掺杂第一类导电类型半导体体区(8)，高掺杂第一类导电类型半导体体区(8)的内部上表面设置有重掺杂第一类导电类型半导体欧姆接触区(5)和重掺杂第二类导电类型半导体源区(4)；所述多晶硅栅电极(2)与高掺杂第一类导电类型半导体体区(8)之间、多晶硅栅电极(2)和中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)之间都通过栅极绝缘氧化层(3)相隔离；所述多晶硅栅电极(2)与源极金属层(1)之间通过栅极绝缘氧化层(3)相隔离；所述重掺杂第二类导电类型半导体源区(4)和中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)之间为高掺杂第一类导电类型半导体体区(8)；所述重掺杂第二类导电类型半导体源区(4)上表面与源极金属层(1)、栅极绝缘氧化层(3)接触；所述重掺杂第一类导电类型半导体欧姆接触区(5)上方与源极金属层(1)接触；中等掺杂第一类导电类型半导体柱(10)位于中等掺杂第二类导电类型半导体柱区(9)的半导体柱之间，中等掺杂第一类导电类型半导体柱(10)上下分别与高掺杂第一类导电类型半导体体区(8)与高掺杂第二类导电类型半导体漏区(12)相接；

中低掺杂第二类导电类型半导体耗尽区扩展层(7)位于中高掺杂第二类导电类型半导体JFET区(6)下方，与所述中等掺杂第二类导电类型半导体柱区(9)相接；所述中高掺杂第二类导电类型半导体耗尽区压缩层(11)位于高掺杂第二类导电类型半导体漏区(12)上方，与所述中等掺杂第二类导电类型半导体柱区(9)相接；

所述重掺杂、高掺杂、中高掺杂、中等掺杂、中低掺杂指半导体掺杂的杂质浓度，以超结MOSFET半导体柱的掺杂杂质浓度为基础，重掺杂＞高掺杂＞中高掺杂＞中等掺杂＞中低掺杂。

2.根据权利要求1所述的一种改善栅电容特性的超结MOSFET，其特征在于所述超结MOSFET的材料为硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或锗硅半导体材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种改善栅电容特性的超结MOSFET，其特征在于所述第一类导电类型半导体为P型半导体，第二类导电类型半导体为N型半导体；或者第一类导电类型半导体为N型半导体，第二类导电类型半导体为P型半导体。

4.根据权利要求1所述的一种改善栅电容特性的超结MOSFET，其特征在于所述中等掺杂为杂质浓度量级在1e14cm-3到1e16cm-3之间的掺杂，所述中低掺杂杂质浓度与中等掺杂杂质浓度保持相近量级，为中等掺杂杂质浓度的1%到90%，所述中高掺杂杂质浓度与中等掺杂杂质浓度保持相近量级，为中等掺杂杂质浓度的2到10倍，所述高掺杂为杂质浓度较中等掺杂高1到2个数量级的掺杂，所述重掺杂为杂质浓度量级较中等掺杂高2个数量级以上的掺杂。

5.根据权利要求1或4所述的一种改善栅电容特性的超结MOSFET，其特征在于设中低掺杂第二类导电类型半导体耗尽区扩展层(7)厚度为L_t，元电荷为q、半导体介电常数为，超结器件夹断电压为V_pin，设置的中低掺杂第二类导电类型半导体浓度N_l的关系满足：

所述中高掺杂第二类导电类型半导体耗尽区压缩层(11)厚度L_b与器件半元胞宽度W的关系满足：

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