公开(公告)号：CN112786679B

公开(公告)日：2023-04-14

申请号：CN201911089381.4

申请日：2019-11-08

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 戴小平 ,  王亚飞 ,  陈喜明 ,  李诚瞻 ,  罗海辉

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/24 ,  H01L29/47 ,  H01L21/336 ,  H01L29/78

Abstract: 本公开提供一种碳化硅MOSFET器件的元胞结构及碳化硅MOSFET器件。该碳化硅MOSFET器件的元胞结构包括：位于元胞结构两侧且在所述漂移层表面内设置的第二导电类型阱区、位于所述阱区表面内的第一导电类型源区和位于元胞结构中心且与所述源区、所述阱区以及所述漂移层接触的栅结构。还包括位于所述源区上方且与所述源区形成欧姆接触的源极金属层，在元胞结构两侧，所述漂移层于其未被所述阱区覆盖的区域向下设置有侧部沟槽，所述侧部沟槽中设置有与所述侧部沟槽下方的所述漂移层形成肖特基接触的肖特基金属层。本公开通过在碳化硅MOSFET器件的元胞结构级别集成了SBD，改善碳化硅双极退化现象，提高芯片可靠性，并降低模块封装成本、提高模块电气特性。

公开(公告)号：CN112786587B

公开(公告)日：2022-09-09

申请号：CN201911089113.2

申请日：2019-11-08

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 王亚飞 ,  戴小平 ,  李诚瞻 ,  唐龙谷 ,  陈喜明 ,  王彦刚

IPC: H01L27/07 ,  H01L23/552 ,  H01L29/423 ,  H01L29/47

Abstract: 本发明公开了一种碳化硅MOSFET器件的元胞结构，包括：位于第一导电类型衬底上方的第一导电类型漂移区；在第一导电类型漂移区表面设置主沟槽，并在主沟槽的底部和侧壁设置肖特基金属，在第一导电类型漂移区表面内且于主沟槽周边设置第二导电类型阱区，于阱区表面内设置源区，源区之上设置源极金属，分裂为两部分的栅极绝缘层和栅极设置在源区、阱区及第一导电类型漂移区的靠近主沟槽一侧。本发明通过在碳化硅MOSFET器件的元胞内集成SBD，有效抑制了MOSFET器件体内PIN二极管的开启，改善了双极注入效应，提高了MOSFET器件长期使用的可靠性；同时把肖特基金属和源极金属进行有效设置，使模块封装时无需额外封装SBD，降低了封装成本，减少了杂散电感。

公开(公告)号：CN112750896B

公开(公告)日：2022-08-16

申请号：CN201911063121.X

申请日：2019-10-31

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 李诚瞻 ,  戴小平 ,  吴煜东 ,  赵艳黎 ,  周正东

IPC: H01L29/15 ,  H01L29/16 ,  H01L29/872 ,  H01L21/329

Abstract: 本公开提供一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。该二极管包括：第一导电类型碳化硅衬底、位于衬底上方的第一导电类型漂移层漂移层和位于漂移层上方的超晶格层，所述超晶格层包括多个交替堆叠设置的第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层。该二极管还包括位于所述衬底下方并与所述衬底形成欧姆接触的阴极，和位于所述超晶格层上方并与所述超晶格层形成肖特基接触的阳极。本公开通过在SiC SBD阳极端半导体区形成超晶格层，使得在SiC SBD阳极施加负电压，二极管肖特基接触反偏时，超晶格层可以与漂移层形成PN结，通过PN结空间电荷区降低SiC SBD器件的反向漏电，解决了SiC SBD反向漏电过大的问题，提升了SiC SBD的性能。

公开(公告)号：CN112701151B

公开(公告)日：2022-05-06

申请号：CN201911013564.8

申请日：2019-10-23

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 李诚瞻 ,  罗烨辉 ,  周正东 ,  刘芹 ,  王志成 ,  龚芷玉 ,  魏伟 ,  戴小平

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/24 ,  H01L21/336 ,  H01L29/78 ,  H01L21/265

Abstract: 本公开提供一种SiC MOSFET器件的制造方法及SiC MOSFET器件。该方法包括：提供SiC外延片，在所述SiC外延片表面沉积生长掩膜层；刻蚀所述掩膜层，在所述掩膜层上形成第一刻蚀槽；再次刻蚀所述掩膜层，在所述第一刻蚀槽内形成第二刻蚀槽；通过第一刻蚀槽和第二刻蚀槽构成的离子注入窗口，注入第一高能离子，形成阶梯状形貌的阱区；注入第二高能离子，形成源区。本公开通过阶梯状形貌的离子注入窗口，来实现自对准工艺，可以非常精确的实现对沟道长度和位置的控制，工艺简单稳定。同时，形成阶梯状形貌的P阱区，扩展了两个P阱区之间的JFET区，增大了JFET区电流横向输出路径，进一步提升器件大电流密度输出能力。

公开(公告)号：CN112786695A

公开(公告)日：2021-05-11

申请号：CN201911089118.5

申请日：2019-11-08

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 苏元宏 ,  王亚飞 ,  王彦刚 ,  戴小平 ,  覃荣震 ,  罗海辉

IPC: H01L29/739 ,  H01L29/423 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明公开了一种分裂栅沟槽功率半导体器件，包括设置在半导体衬底上的有源区，有源区包括沿半导体衬底表面向半导体衬底底部方向纵向叠置的第一阱区和第二阱区；一个或多个通过刻蚀而成的穿透第一阱区和第二阱区的真栅沟槽，真栅沟槽中设置有分裂式多晶硅真栅，其包括分别靠近沟槽的顶部和底部分离设置的多晶硅主真栅和多晶硅辅真栅，所述多晶硅主真栅为用于与外部栅极驱动电路相连的控制栅，多晶硅主真栅与多晶硅辅真栅之间，多晶硅真栅与真栅沟槽的侧壁以及与真栅沟槽的底部之间通过层间介质隔离。本发明通过对条形沟槽内多晶硅栅进行分裂形成分裂栅，减小了寄生电容，进而采用不同电连接和设置氧化层厚度，以实现芯片性能的总体优化。

公开(公告)号：CN112713199A

公开(公告)日：2021-04-27

申请号：CN201911025571.X

申请日：2019-10-25

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 李诚瞻 ,  戴小平 ,  吴煜东 ,  赵艳黎 ,  周正东 ,  罗烨辉

IPC: H01L29/872 ,  H01L29/06 ,  H01L21/329

Abstract: 本公开提供一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。该二极管包括：第一导电类型碳化硅衬底、位于所述衬底上方的第一导电类型漂移层、位于所述漂移层上方的第二导电类型阻挡层和位于所述阻挡层上方的第一导电类型过渡层，所述过渡层包括用于设置所述肖特基二极管的结势垒区和位于所述结势垒区两侧的结终端保护区。本公开通过在SiC JBS漂移层上形成导电类型相反的碳化硅阻挡层，在不增加正向导通电阻的前提下，解决了SiC JBS反向漏电过大的问题，特别是反向偏压低电压时，肖特基反向漏电随电压增长而快速增大的问题。

公开(公告)号：CN111599859A

公开(公告)日：2020-08-28

申请号：CN201910130201.6

申请日：2019-02-21

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 王亚飞 ,  王政英 ,  朱春林 ,  苏元洪 ,  王彦刚 ,  戴小平

IPC: H01L29/74 ,  H01L21/332

Abstract: 本发明公开了一种具有过压保护功能的晶闸管及制造方法，晶闸管包括：依次设置的由第一导电类型半导体材料制成的第一导电层、由第二导电类型半导体材料制成的衬底层和由第一导电类型半导体材料制成的第二导电层；在第一导电层的远离衬底层的一面上设置的阳极金属电极；在第二导电层内间隔设置的由第二导电类型半导体材料制成的发射极区；及在第二导电层上对应发射极区分别设置的浮空金属电极和阴极金属电极，衬底层向第二导电层的方向延伸将第二导电层分隔成两个第二导电区，两个第二导电区内均设置发射极区；两个第二导电区均包括基部和沿基部朝向另一第二导电区延伸的延伸部。本发明的结构简单，能够与IGBT模块并联后保护IGBT模块不被过电压损坏。

公开(公告)号：CN111129132A

公开(公告)日：2020-05-08

申请号：CN201811277607.9

申请日：2018-10-30

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 唐龙谷 ,  吴煜东 ,  戴小平 ,  罗海辉 ,  刘国友 ,  张泉 ,  覃荣震 ,  彭勇殿

IPC: H01L29/739 ,  H01L29/423 ,  H01L21/331

Abstract: 本发明提出了一种IGBT器件，其包括：从下至上依次设置的集电极金属层、P+区、N′区以及N-区，N-区的顶部形成有台阶型的沟槽，沟槽的不同台阶上形成有沟槽栅和平面栅。使用本发明的优点在于，相比于单一结构的沟槽型IGBT器件，本器件结合了沟槽栅和平面栅两种栅极结构，因此具有平面栅IGBT和沟槽栅IGBT两种工作机制。平面栅IGBT部分和沟槽栅IGBT部分的栅极氧化过程可以同时完成，可以具有同样的栅极氧化层厚度。

公开(公告)号：CN111129129A

公开(公告)日：2020-05-08

申请号：CN201811274977.7

申请日：2018-10-30

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 宁旭斌 ,  朱春林 ,  戴小平 ,  罗海辉 ,  刘国友 ,  伊恩·迪瓦尼

IPC: H01L29/739 ,  H01L29/423 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明提出了一种解决了沟槽栅IGBT在低感应用环境下栅阻对开通di/dt控制有限的问题的陪栅浮空型沟槽栅IGBT芯片，包括若干个相互并联的元胞，每个所述元胞包括依次排列的第一沟槽真栅、第二沟槽真栅及一个或多个沟槽陪栅，各沟槽真栅与栅极区相连，其特征在于，所述沟槽陪栅浮空设置，本发明的陪栅浮空型沟槽栅IGBT芯片解决了沟槽栅IGBT在低感应用环境下栅阻对开通di/dt控制有限的问题，实现了栅极电阻对IGBT开通速度(di/dt)的有效的调控,并优化了开通速度di/dt和开通损耗两者间的权衡关系。在不增加di/dt的情况下开通损耗也能得到有效的控制。

公开(公告)号：CN111128900A

公开(公告)日：2020-05-08

申请号：CN201811275230.3

申请日：2018-10-30

Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司

Inventor： 戴小平 ,  王亚飞 ,  王彦刚 ,  窦泽春 ,  吴煜东

IPC: H01L23/29 ,  H01L29/739 ,  H01L21/56

Abstract: 本申请提供了一种IGBT芯片子单元封装结构及其制造方法，该封装结构包括IGBT芯片、设置在该IGBT芯片上的栅极、分别与该IGBT芯片的上表面发射极和下表面集电极电连接的上钼片和下钼片以及封装器，其中，在上表面发射极上沿着该IGBT芯片的终端区涂覆有硅橡胶。通过本申请的封装结构及其制造方法，能够对该IGBT芯片终端结构进行钝化保护，避免了外界因素对芯片终端的污染而引起电击穿，提高了芯片的耐压性和长期工作的可靠性。