【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，涉及一种使用三极管作栅极的sicmosfet器件。
技术介绍
1、功率器件作为电力电子设备的核心元器件，被广泛的用于新能源技术和高效电源管理技术之中，是现代工业的“心脏”，在工业制造、交通运输、能源、医疗和消费电子等领域扮演着关键角色。
2、si基功率器件因为其技术成熟，工艺完善和可靠性较高，目前仍然是电力电子装置中使用的主流功率器件。但是随着技术的发展，si基功率器件的性能已经逐渐逼近si材料的理论极限，si基功率器件已经慢慢成为限制电力电子设备进一步提高性能的瓶颈。为了进一步提升功率器件的性能，人们开始研究使用第三代半导体(宽禁带半导体)制作功率器件的技术和方法。相比于前两代半导体材料，第三代半导体(如碳化硅(sic)、氮化镓(gan)等)具有禁带宽度大，击穿电场高，功率密度大，热导率高，载流子饱和迁移率高和抗辐照能力强等突出优点。而在第三代半导体中，sic材料相对于gan来说更加适合用来制作高压功率器件，另外sic材料可以通过氧化生长工艺形成二氧化硅层，这能够兼容si基功率器件现有的工艺技术，有利于sic器件的制造。因此sic材料制造的功率器件往往能够实现更高的功率密度、更低的功耗，以及更高的工作温度和抗辐射能力，被认为有望在中高功率器件领域全面取代si，成为生产功率器件的最主流材料之一。基于上述优点，sic材料尤其适合现代功率电子系统涉及的高温、高压、大电流、高频和高辐照的恶劣应用环境，在新能源汽车、轨道交通、光伏发电和航空航天等领域具有广阔前景，是近年来功率器件领域的研究重点和热点。相
3、但是sic材料相对于si材料也有其一定的劣势：(1)首先就是sic的电子迁移率比si更低，这意味着在相同条件下的功率器件在导通时，sic功率器件的导通电阻要大于si功率器件；(2)其次是sic氧化生成的二氧化硅层质量不如si氧化生成的二氧化硅层的质量高，sic的二氧化硅层具有更多的缺陷，这进一步增大了器件的导通电阻；(3)因为sic具有更高的临界击穿电场，根据高斯定律，在反向耐压时，sic的栅氧化层将会比si的栅氧化层承受更高的电场强度，这一方面可能会导致功率器件的提前击穿，另一方面sic中过高的栅氧化层电场强度会导致器件可靠性降低。
4、sic mosfet器件结构目前主要分为两类，一类是平面栅结构，一类是沟槽栅结构。为了使得sic mosfet器件能够获得更高的性能，现在sic mosfet中越来越多的器件使用沟槽栅这种结构，这种结构的相比于平面栅在导通时沟道具有更高的载流子迁移率，能够降低导通电阻。并且沟槽栅结构具有比平面栅结构更小的元胞尺寸，且不存在jfet区，所以容易实现更低的比导通电阻(特征导通电阻)。但是沟槽栅的栅氧化层电场相对于平面栅来说更为集中，可靠性问题更为严重。如何得到一个高性能和高可靠性的sic mosfet器件是每个设计人员都会面临的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，这种器件的米勒电容较小，器件开关速度快。同时米勒电容和栅源电容的比值小，器件不容易被误开启。另外，器件关断时，栅极三极管的集电极与body区的pn结同时反偏耐压，这能够优化电场分布，一方面提高器件击穿电压和降低器件比导通电阻，另一方面降低栅氧化层的电场强度，提高栅氧化层的可靠性。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，该器件包括三极管栅极结构和两个垂直型mos结构；
4、所述的三极管栅极结构位于栅氧化层(3)和栅氧化层(7)中间，从上到下依次是栅极n+区(4)、栅极n+区(6)、栅极p区(5)、漂移区(12)、衬底(13)；
5、所述的两个垂直型mos结构分别位于三极管栅极结构的左右两侧，左侧的垂直型mos结构从上到下依次是源极p+区(1)、源极(2)、栅氧化层(3)、栅极n+区(4)、body区(10)、漂移区(12)、衬底(13)，右侧的垂直型mos结构从上到下依次是源极(8)、源极p+区(9)、栅氧化层(7)、栅极n+区(6)、body区(11)、漂移区(12)、衬底(13)；
6、所述的三极管栅极结构和两个垂直型mos结构共用栅极n+区(4)、栅极n+区(6)、漂移区(12)、衬底(13)。
7、优选的，衬底(13)可由n型衬底换成p型衬底，其器件结构变为绝缘栅双极型晶体管。
8、优选的，漂移区(12)中可增加p型半导体形成超结结构。
9、优选的，可以在栅极n+区(4)与栅极p区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极n+区(4)与栅极p区(5)，或者是在栅极n+区(6)与栅极p区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极n+区(6)与栅极p区(5)。
10、优选的，可以将原有的栅极n+区(4)和栅极n+区(6)做成一个整体的栅极n+区，栅极p区(5)从其它位置引出，如从这个整体的栅极n+区中某个位置打孔引出。
11、优选的，可以在栅极n+区(4)或者是栅极n+区(6)中嵌入金属电极或者重掺杂的多晶硅。
12、优选的，所述body区(10)或者body区(11)或者栅极p区(5)的材料都可由sic换成金属，使得body区(10)或者body区(11)或者栅极p区(5)和漂移区(12)之间的pn结变成肖特基结。
13、优选的，栅氧化层(3)或栅氧化层(7)可分别换成其它绝缘材料，如high-k类材料。
14、优选的，器件可以在body区(10)或者是body区(11)或者是栅极p区(5)下的漂移区(12)中形成一层和漂移区(12)同掺杂类型的、更高掺杂浓度的电流扩展层。
15、优选的，器件使用的材料既可以是碳化硅(sic)，也可以是硅(si)。
16、优选的，本专利技术还提供一种半导体器件的制造方法，用于制造本专利技术的半导体器件，所述制造方法包括：
17、提供衬底，然后在衬底上进行外延形成漂移区；
18、接着掺杂形成栅极n区和栅极p+区；
19、刻蚀掉多余的栅极n区和栅极p+区形成沟槽，再进行氧化，氧化完成后刻蚀掉沟槽底部的氧化层，剩下的侧壁氧化物则形成栅氧化层；
20、在刻蚀形成的沟槽中淀积n型半导体；
21、对新淀积的n型半导体的上面部分进行掺杂以形成body区；
22、对body区进行掺杂形成源极和源极p+区。
23、本专利技术的有益效果在于：本专利技术在传统的垂直型sic mosfet器件结构上，使用三极管结构来代替传统的栅氧化层隔离栅极和漂移区，这种器件结构的米勒电容较小，器件的开关速本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，该器件包括三极管栅极结构和两个垂直型MOS结构；
2.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，衬底(13)可由N型衬底换成P型衬底，其器件结构变为绝缘栅双极型晶体管。
3.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，漂移区(12)中可增加P型半导体形成超结结构。
4.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，可以在栅极N+区(4)与栅极P区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极N+区(4)与栅极P区(5)，或者是在栅极N+区(6)与栅极P区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极N+区(6)与栅极P区(5)。
5.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，可以将原有的栅极N+区(4)和栅极N+区(6)做成一个整体的栅极N+区，栅极P区(5)从其它位置引出，如从这个整体的栅极N+区
6.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，可以在栅极N+区(4)或者是栅极N+区(6)中嵌入金属电极或者重掺杂的多晶硅。
7.根据权利要求1～6所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，所述body区(10)或者body区(11)或者栅极P区(5)的材料都可由SiC换成金属，使得body区(10)或者body区(11)或者栅极P区(5)和漂移区(12)之间的PN结变成肖特基结。
8.根据权利要求1～6所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，栅氧化层(3)或栅氧化层(7)可分别换成其它绝缘材料，如high-k类材料。
9.根据权利要求1～6所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，器件可以在body区(10)或者是body区(11)或者是栅极P区(5)下的漂移区(12)中形成一层和漂移区(12)同掺杂类型的、更高掺杂浓度的电流扩展层。
10.根据权利要求1～6所述的一种使用三极管作栅极的SiC MOSFET器件，其特征在于，器件使用的材料既可以是碳化硅(SiC)，也可以是硅(Si)。
...【技术特征摘要】
1.一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，该器件包括三极管栅极结构和两个垂直型mos结构；
2.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，衬底(13)可由n型衬底换成p型衬底，其器件结构变为绝缘栅双极型晶体管。
3.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，漂移区(12)中可增加p型半导体形成超结结构。
4.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，可以在栅极n+区(4)与栅极p区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极n+区(4)与栅极p区(5)，或者是在栅极n+区(6)与栅极p区(5)之间增加如二氧化硅或high-k这些绝缘材料来隔离栅极n+区(6)与栅极p区(5)。
5.根据权利要求1所述的一种使用三极管作栅极的sic mosfet器件，其特征在于，可以将原有的栅极n+区(4)和栅极n+区(6)做成一个整体的栅极n+区，栅极p区(5)从其它位置引出，如从这个整体的栅极n+区中某个位置打孔引出。
6.根据权利要求...
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