CN205488138U - 渐变栅槽的沟槽栅超结mosfet器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件，包括至少一个元胞，所述元胞包括纵向连接的两个元胞子部；在单个元胞子部中，包括：N+型衬底，N+型衬底背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极，N+型衬底上生长有N‑型外延层；在元胞子部的N‑型外延层两侧自顶部向下形成有P型柱深槽结构；在元胞子部的N‑型外延层顶部中间形成有沟槽栅，沟槽栅作为MOSFET器件的栅极；在沟槽栅的侧壁和底部形成有起到隔离作用的栅氧层；纵向连接的两个元胞子部中，沟槽栅的栅槽宽度不同，且前后两个元胞子部的沟槽栅的栅槽宽度是渐变的。本实用新型可降低由栅漏电容突变引起的电磁干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体器件，尤其是一种MOSFET器件。
背景技术
超结MOSFET功率器件基于电荷平衡技术，可以降低寄生电容，使得超结MOSFET功率器件具有极快的开关特性，可以降低开关损耗，实现更高的功率转换效率。 超结MOSFET功率器件在开启和关断过程中，米勒电容(Crss)
及其所对应的栅漏电容(Cgd)
对超结MOSFET功率器件的开关速度起主导作用，若能降低Cgd，就可提高超结MOSFET功率器件的开关速度、降低开关损耗；同时，超结MOSFET功率器件在开启和关断时，栅漏电容(Cgd)
会发生突变，这使得超结MOSFET功率器件的电磁干扰严重。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件，实习了栅漏电容缓变的超结功率器件。本沟槽栅超结MOSFET器件采用具有多种不同宽度的栅槽结构；能够把超结MOSFET功率器件在开启或关断时的栅漏电容突变分摊到多个电压节点，从而降低由栅漏电容突变引起的电磁干扰。本实用新型采用的技术方案是：
一种渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件，包括至少一个元胞，所述元胞包括纵向连接的两个元胞子部；在单个元胞子部中，包括：
N+型衬底，N+型衬底背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极，N+型衬底上生长有N-型外延层；
在元胞子部的N-型外延层两侧自顶部向下形成有P型柱深槽结构；
在元胞子部的N-型外延层顶部中间形成有沟槽栅，沟槽栅作为MOSFET器件的栅极；
在沟槽栅的侧壁和底部形成有起到隔离作用的栅氧层；
在元胞子部的N-型外延层顶部沟槽栅侧壁栅氧层与P型柱深槽结构之间形成有P型体区；
P型体区顶部形成有N+型源区；P型体区和P型柱深槽结构顶部形成有用于接触的P+型接触区；
源极金属淀积在N-型外延层顶部，与P型柱深槽结构、P型体区和N+型源区连接，形成MOSFET器件的源极；源极金属与沟槽栅之间有介质层隔离；
纵向连接的两个元胞子部中，沟槽栅的栅槽宽度不同，且前后两个元胞子部的沟槽栅的栅槽宽度是渐变的。
进一步地，前后两个元胞子部的沟槽栅的栅槽宽度是沿直立斜面渐变的。
本实用新型的优点：本实用新型采用具有多种不同宽度的栅槽结构。不同宽度的栅槽对应不同的栅漏电容。在相同的结构下，栅槽宽度越窄，对应的栅漏电容就小，反之则对应的栅漏电容大。能够把超结MOSFET功率器件在开启或关断时的栅漏电容突变分摊到多个电压节点，从而降低由栅漏电容突变引起的电磁干扰。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型提出的渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件如图1所示，包括多个纵向结构（图1只画了一个纵向结构的局部），在每个纵向结构中，又包括成千上万个纵向排列连接的元胞；
所述元胞包括前后纵向连接的两个元胞子部；图1中上半部分是版图结构，下半部分左右两边是对应版图中的两个相接的元胞子部；
在单个元胞子部中，包括：
N+型衬底1，N+型衬底1背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极，N+型衬底1上生长有N-型外延层2；
在元胞子部的N-型外延层2两侧自顶部向下形成有P型柱深槽结构3（P-pillar trench）；P型柱深槽结构3通常采用下述方法形成：可以先在元胞的N-型外延层2两侧自顶部向下进行刻蚀形成深槽结构，然后在深槽结构中外延生长P型杂质层，进行深槽结构的填充工艺，形成P型柱深槽结构3；该P型柱深槽结构3用于超结MOSFET的横向耐压；
在元胞子部的N-型外延层2顶部中间形成有沟槽栅5，沟槽栅5作为MOSFET器件的栅极；在沟槽栅5的侧壁和底部形成有起到隔离作用的栅氧层4；本实用新型的重要改进在于，纵向连接的两个元胞子部中，沟槽栅5的栅槽宽度不同，且前后两个元胞子部的沟槽栅5的栅槽宽度是渐变的。通常，前后两个元胞子部的沟槽栅5的栅槽宽度是沿直立斜面渐变的。
在元胞子部的N-型外延层2顶部沟槽栅5侧壁栅氧层与P型柱深槽结构3之间形成有P型体区6；
P型体区6顶部形成有N+型源区7；P型体区6和P型柱深槽结构3顶部形成有用于接触的P+型接触区；
源极金属8淀积在N-型外延层2顶部，与P型柱深槽结构3、P型体区6和N+型源区7连接，形成MOSFET器件的源极；源极金属8与沟槽栅5之间有介质层9隔离。
Claims (2)
1.一种渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件，包括至少一个元胞，其特征在于：
所述元胞包括纵向连接的两个元胞子部；在单个元胞子部中，包括：
N+型衬底(1)，N+型衬底(1)背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极，N+型衬底(1)上生长有N-型外延层(2)；
在元胞子部的N-型外延层(2)两侧自顶部向下形成有P型柱深槽结构(3)；
在元胞子部的N-型外延层(2)顶部中间形成有沟槽栅(5)，沟槽栅(5)作为MOSFET器件的栅极；
在沟槽栅(5)的侧壁和底部形成有起到隔离作用的栅氧层(4)；
在元胞子部的N-型外延层(2)顶部沟槽栅(5)侧壁栅氧层与P型柱深槽结构(3)之间形成有P型体区(6)；
P型体区(6)顶部形成有N+型源区(7)；P型体区(6)和P型柱深槽结构(3)顶部形成有用于接触的P+型接触区；
源极金属(8)淀积在N-型外延层(2)顶部，与P型柱深槽结构(3)、P型体区(6)和N+型源区(7)连接，形成MOSFET器件的源极；源极金属(8)与沟槽栅(5)之间有介质层(9)隔离；
纵向连接的两个元胞子部中，沟槽栅(5)的栅槽宽度不同，且前后两个元胞子部的沟槽栅(5)的栅槽宽度是渐变的。
2.如权利要求1所述的渐变栅槽的沟槽栅超结MOSFET器件，其特征在于：
前后两个元胞子部的沟槽栅(5)的栅槽宽度是沿直立斜面渐变的。
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| CN201620257358.7U CN205488138U (zh) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 渐变栅槽的沟槽栅超结mosfet器件 |
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|---|---|---|---|
| CN201620257358.7U CN205488138U (zh) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 渐变栅槽的沟槽栅超结mosfet器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205488138U true CN205488138U (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=56649088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201620257358.7U Active CN205488138U (zh) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 渐变栅槽的沟槽栅超结mosfet器件 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN205488138U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087684A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 苏州东微半导体股份有限公司 | 半导体超结功率器件 |
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2016
- 2016-03-30 CN CN201620257358.7U patent/CN205488138U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2023087684A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 苏州东微半导体股份有限公司 | 半导体超结功率器件 |
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