[发明专利]一种带软恢复体二极管的超结功率MOSFET

摘要

本发明涉及一种带软恢复体二极管的超结功率MOSFET，属于半导体功率器件技术领域，通过在现有的超结功率MOSFET中设置新的耐压层，改变衬底区的结构，或增加缓冲区以及辅助区，有效地提高寄生体二极管反向恢复电流的软度，改善反向恢复特性，同时不增加器件的比导通电阻。反向恢复电流软度的提高使得器件在开关过程中不易产生振荡，抑制了电磁干扰信号，器件工作更加安全可靠。因此，本发明超结功率MOSFET器件特别适用于逆变器硬开关电路。

主权项

1.一种带软恢复体二极管的超结功率MOSFET，其特征在于：所述超结功率MOSFET由多个重复元胞结构相互拼接而成；所述元胞结构包含漏电极(01)、源电极(02)、栅电极(03)、源区(10)、源体区(20)、第一漂移区(11)、第二漂移区(21)、衬底区(12)、栅区(30)和绝缘层(40)；所述元胞结构呈上表面不规则的柱状，所述漏电极(01)置于最底层，所述衬底区(12)的下表面与所述漏电极(01)完全贴合；所述第一漂移区(11)的一侧与第二漂移区(21)的一侧相互接触，所述第一漂移区(11)的另一侧与第二漂移区(21)的另一侧分别形成元胞结构外表面，所述衬底区(12)的两侧分别与元胞结构的外表面齐平，且衬底区(12)在所述第一漂移区(11)一侧的外表面高于在所述第二漂移区(21)的外表面；所述衬底区(12)在所述第一漂移区(11)一侧的上表面向上凸起，且衬底区(12)的凸起部分上表面与所述第一漂移区(11)的下表面完全接触，且延伸至第二漂移区(21)内，所述第二漂移区(21)的下表面与所述衬底区(12)非凸起部分上表面相互接触，所述第二漂移区(21)的上表面面积大于其下表面面积；所述源区(10)嵌入所述源体区(20)，且所述源区(10)的上表面与所述源体区(20)的上表面齐平，所述源体区(20)的下表面与所述第二漂移区(21)的上表面完全接触，所述源体区(20)的外侧与元胞结构的外表面齐平，所述源体区(20)内侧与所述第一漂移区(11)接触；所述源电极(02)的下表面分别与所述源区(10)的上表面与所述源体区(20)的上表面接触；所述栅电极(03)、栅区(30)和绝缘层(40)依次层叠设置，所述绝缘层(40)的表面还与所述源区(10)、源体区(20)和第一漂移区(11)接触；所述源区(10)、第一漂移区(11)、衬底区(12)、源体区(20)、第二漂移区(21)和栅区(30)均由半导体材料制成，所述漏电极(01)、源电极(02)和栅电极(03)均由金属材料制成；所述源区(10)、第一漂移区(11)、衬底区(12)、栅区(30)与所述源体区(20)、第二漂移区(21)的掺杂类型不同；当所述源区(10)、第一漂移区(11)、衬底区(12)和栅区(30)的掺杂类型为N型时，所述源体区(20)、第二漂移区(21)的掺杂类型为P型；当所述源区(10)、第一漂移区(11)、衬底区(12)和栅区(30)的掺杂类型为P型时，所述源体区(20)、第二漂移区(21)的掺杂类型为N型。