專利名稱：新型電力電子功率器件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型電力電子功率器件，主要是指電力電子VDMOS FET (310W/35A)器件，屬于開關電源技術領域。
背景技術：
金屬氧化物場效應晶體管功率器件是電力電子新型功率器件中的重要品種。它是 一種場控器件，具有高輸入阻抗、高頻率響應、高開關速度、低開關功耗、低驅動功耗、沒有 熱失控、安全工作區(qū)大、芯片面積減小，導通電阻進一步降低，并具有最小的電荷，開關速度 更高等優(yōu)良性能。是電力電子技術由低頻走向高頻，實現(xiàn)功率變頻的關鍵基礎產(chǎn)品，是作為 節(jié)能、節(jié)材、自動化、智能化、機電一體化的基礎產(chǎn)品。本項目產(chǎn)品可廣泛地應用于各類電 源，如計算機電源、高頻開關電源、不間斷電源、變頻器電源等，為民間、軍用電子設備實現(xiàn) 小型化、輕量化、高可靠性提供了物質基礎。我公司生產(chǎn)的VDMOS FET (310W/35A)是全國唯一的自行研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的，產(chǎn)品 質量優(yōu)良，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，各項技術指標優(yōu)于國外同類型產(chǎn)品，生產(chǎn)成本低，價格比國外產(chǎn) 品具有很大優(yōu)勢，因此，我們的VDMOS FET (310W/35A)產(chǎn)品對堵截走私，替代進口，發(fā)展民 族半導體MOS FET元器件將起到很大的促進作用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種新型電力電子功率器 件，即電力電子VDMOS FET (310W/35A)器件，VDMOS FET (310W/35A)器件主要用于開關電源。本實用新型采用的技術方案是一種新型電力電子功率器件，它主要包括漏極、源 極和柵極，它還包括一個N+襯底，在所述N+襯底下設有多層金屬化，在N+襯底上為N—外延 層，在N—外延層上為鋁電極區(qū)，在鋁電極區(qū)上設有源極；在鋁電極區(qū)下部設有柵極；在N—外 延層的上部設有溝道區(qū)。所述柵極設置在多晶硅柵的上面；多晶硅柵的下面為柵氧化層，其余三面為鈍化層。所述漏極位于多層金屬化上。本實用新型的有益效果是這種新型電力電子功率器件主要包括漏極、源極、柵極 和N+襯底，在所述N+襯底下設有多層金屬化，在N+襯底上為N—外延層，在N—外延層上為鋁 電極區(qū)，在鋁電極區(qū)上設有源極；在鋁電極區(qū)下部設有柵極；在外延層的上部設有溝道 區(qū)。該VDMOS FET (310W/35A)產(chǎn)品分為兩個級別。一是工業(yè)級標準，器件老化要求大于 1000小時；二是消費電子級別器件，器件老化要求大于等于168小時。兩種器件主要目標 市場1、郵電、通訊、作移動通訊基站電源。2、計算機，作為服務器、工業(yè)控制機的開關電源。 3、電動車、滑板車、電動工具控制器。4、家用電子產(chǎn)品。國內(nèi)開關電源隨著通用工業(yè)和消費 電子產(chǎn)品的市場需求迅速增長，增長率為30%。以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是一種新型電力電子功率器件的結構示意圖。圖中1、漏極，2、多層金屬化，3、N+襯底，外延層，5、柵氧化層，6、多晶硅柵， 7、鈍化層，8、鋁電極區(qū)，9、源極，10、柵極，11、多晶硅區(qū)，12、溝道區(qū)。
具體實施方式
圖1示出了一種新型電力電子功率器件的結構示意圖。圖中，一種新型電力電子 功率器件主要包括漏極1、源極9、柵極10和N+襯底(3)，漏極1位于多層金屬化2上，在N+ 襯底3下設有多層金屬化2，在N+襯底3上為N—外延層，在N—外延層上為鋁電極區(qū)8，在鋁 電極區(qū)8上設有源極9，在鋁電極區(qū)8下部設有柵極10 ；在N—外延層的上部設有溝道區(qū)12。 柵極10設置在多晶硅柵6的上面；多晶硅柵6的下面為柵氧化層5，其余三面為鈍化層7。當漏極1施加正電壓，源極9接低電壓，柵極10加正電壓，溝道區(qū)12由P型轉變 為N型，電子從源極N+區(qū)流向溝道區(qū)12，再經(jīng)N-漂移，N+襯底3，流向漏極1，VDMOS處于 通道狀態(tài)，溝道區(qū)12由P型轉變成N型所加的最小柵電壓，定義為VDMOS的閾值電壓，這是 VDMOS的重要參數(shù)之一，若柵極10所加的電壓小于閾值電壓，電子不能從N+源區(qū)通過溝道 區(qū)12流向N-漂移區(qū)至漏極1，VDMOS處于截止狀態(tài)。當漏極1接低電壓，源極9接高電壓，使形成源——漏二極管處于正向工作狀態(tài)， VDMOS器件在某此場合的應用中，此二極管的正向導通壓降也是一重要參數(shù)。在N+高濃度摻雜于硅襯底上生長高阻原外延層，采用自對準雙擴散工藝，先擴散 P阱，再擴散N+區(qū)，利用P阱和N十區(qū)的橫向擴散結深之差形成溝道長度，由于擴散結深可 以精確控制，因此溝道長度可以精確控制，柵極10采用多晶硅作連線，即采用雙層連線，大 大縮小了芯片面積，提高了原胞的集成度，多晶硅又有防止鈉子的沾污，因而提高了器件的 可靠性，芯片的上表面幾乎全部被鋁層覆蓋，增大了電流容量并改善了散熱性能。P+的擴 散，改善了器件在工作時，可能產(chǎn)生的鎖定效應。產(chǎn)品電路設計P阱結深變淺，由現(xiàn)在的5-6微米改為2-3微米，縮小輸入、輸出、反 饋電容，提高了器件的開關速度。電路設計由現(xiàn)在的方胞六邊結構型改為條狀結構型，芯片 面積縮小了 50%，降低了芯片制造和芯片封裝成本。結終端設計采用了場限環(huán)和多晶硅場板 結構，橫向結終端采用了 3至5條場限環(huán)和多晶硅場板，有效地減小了表面場強，提高了表 面擊穿電壓。產(chǎn)品技術性能指標
權利要求1.一種新型電力電子功率器件，它主要包括漏極(1)、源極(9)和柵極(10)，其特征在 于它還包括一個N+襯底(3)，在所述N+襯底(3)下設有多層金屬化(2)，在N+襯底(3)上 為N—外延層，在N—外延層上為鋁電極區(qū)(8)，在鋁電極區(qū)(8)上設有源極(9)；在鋁電極區(qū) (8)下部設有柵極(10)；在N—外延層的上部設有溝道區(qū)(12)。
2.據(jù)權利要求1所述的一種新型電力電子功率器件，其特征在于所述柵極(10)設置 在多晶硅柵(6)的上面；多晶硅柵(6)的下面為柵氧化層(5)，其余三面為鈍化層(7)。
3.據(jù)權利要求1所述的一種新型電力電子功率器件，其特征在于所述漏極(1)位于 多層金屬化(2)上。
專利摘要一種新型電力電子功率器件，主要是指電力電子VDMOSFET(310W/35A)器件，屬于開關電源技術領域。這種新型電力電子功率器件主要包括漏極、源極、柵極和N+襯底，在所述N+襯底下設有多層金屬化，在N+襯底上為N-外延層，在N-外延層上為鋁電極區(qū)，在鋁電極區(qū)上設有源極；在鋁電極區(qū)下部設有柵極；在N-外延層的上部設有溝道區(qū)。該VDMOSFET(310W/35A)產(chǎn)品分為兩個級別。一是工業(yè)級標準，器件老化要求大于1000小時；二是消費電子級別器件，器件老化要求大于等于168小時。兩種器件主要目標市場1、郵電、通訊、作移動通訊基站電源。2、計算機，作為服務器、工業(yè)控制機的開關電源。3、電動車、滑板車、電動工具控制器。4、家用電子產(chǎn)品。國內(nèi)開關電源隨著通用工業(yè)和消費電子產(chǎn)品的市場需求迅速增長，增長率為30%。
文檔編號H01L29/06GK201845783SQ20102059467
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月6日 優(yōu)先權日2010年11月6日
發(fā)明者廖太儀 申請人:大連恒森微波電子有限公司