本技術(shù)屬于半導(dǎo)體，本技術(shù)具體公開了一種功率mosfet器件。

背景技術(shù)：

1、功率?mosfet?最常用于開關(guān)模式應(yīng)用中，它們起到開關(guān)的作用。然而，在電子負(fù)載、線性穩(wěn)壓器或?a?類放大器等應(yīng)用中，功率?mosfet必須在其線性區(qū)域工作。在這種工作模式下，mosfet?會(huì)承載較高的熱應(yīng)力。由于較高的漏源極電壓和漏極電流同時(shí)出現(xiàn)，導(dǎo)致芯片承載較高的熱應(yīng)力。?當(dāng)熱電應(yīng)力超過(guò)臨界極限時(shí)，硅中會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)，導(dǎo)致器件失效。為防止此類失效，工作在線性區(qū)域的?mosfet?需要高功率耗散能力和擴(kuò)展的正向偏置安全工作區(qū)?(fbsoa)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種更適合于在線性模式下使用的功率mosfet器件。

2、按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述功率mosfet器件，包括n-型襯底，在n-型襯底的背面形成有n+型外延層，在n+型外延層的背面形成有背面金屬層，背面金屬層引出形成漏極d；

3、在n-型襯底的正面向下形成有環(huán)形的p+型阱區(qū)，在p+型阱區(qū)的正面向下形成有n++型內(nèi)環(huán)源區(qū)與n++型外環(huán)源區(qū)，在n++型內(nèi)環(huán)源區(qū)的背面形成有n+型內(nèi)環(huán)源區(qū)，在n++型外環(huán)源區(qū)的背面形成有n+型外環(huán)源區(qū)，在n-型襯底的正面向上形成有柵氧化層與正面金屬層，正面金屬層引出形成源極s，正面金屬層與部分n++型內(nèi)環(huán)源區(qū)以及部分n++型外環(huán)源區(qū)接觸，柵氧化層與剩余部分的n++型內(nèi)環(huán)源區(qū)以及剩余部分n++型外環(huán)源區(qū)接觸，在柵氧化層的正面向上形成有多晶硅層，多晶硅層引出形成柵極g，在多晶硅層與正面金屬層之間形成有鈍化層；

4、所述n+型外延層的離子注入濃度大于n-型襯底的離子注入濃度；

5、所述n++型內(nèi)環(huán)源區(qū)的離子注入濃度大于n+型內(nèi)環(huán)源區(qū)的離子注入濃度，n++型外環(huán)源區(qū)的離子注入濃度大于n+型外環(huán)源區(qū)的離子注入濃度。

6、作為優(yōu)選，所述背面金屬層包括金屬鈦層、金屬鎳層與金屬銀層，金屬鈦層的正面與n+型外延層的背面相連，金屬鈦層的背面與金屬鎳層的正面相連，金屬鎳層的背面與金屬銀層的正面相連。

7、進(jìn)一步優(yōu)選，所述金屬鈦層的厚度為400-600?，金屬鎳層的厚度為4500-5500?，金屬銀層的厚度為5500-6500?。

8、作為優(yōu)選，所述n+型外延層的厚度為50-70μm。

9、作為優(yōu)選，所述n-型襯底的厚度為120-140μm。

10、作為優(yōu)選，所述柵氧化層的厚度為110-130nm。

11、作為優(yōu)選，所述多晶硅層的厚度為5000-6000??。

12、作為優(yōu)選，所述鈍化層包括磷硅玻璃層以及在磷硅玻璃層正面的氮化硅層，磷硅玻璃層的厚度為3500-4500?，氮化硅層的厚度為4500-4500?。

13、作為優(yōu)選，所述正面金屬層的材質(zhì)為鋁，且正面金屬層的厚度為4-5μm。

14、本實(shí)用新型增強(qiáng)器件正向偏置安全工作區(qū)fbsoa，改進(jìn)了功率mosfet器件的源極結(jié)構(gòu)，從而使功率mosfet器件更適合于在線性模式下使用，適用于如電子負(fù)載，音頻功放，線性穩(wěn)壓器、超聲高頻外科集成系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種功率mosfet器件，包括n-型襯底（3），在n-型襯底（3）的背面形成有n+型外延層（2），在n+型外延層（2）的背面形成有背面金屬層（1），背面金屬層（1）引出形成漏極（d）；

2.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述背面金屬層（1）包括金屬鈦層、金屬鎳層與金屬銀層，金屬鈦層的正面與n+型外延層（2）的背面相連，金屬鈦層的背面與金屬鎳層的正面相連，金屬鎳層的背面與金屬銀層的正面相連。

3.如權(quán)利要求2所述的功率mosfet器件，其特征是：所述金屬鈦層的厚度為400-600?，金屬鎳層的厚度為4500-5500?，金屬銀層的厚度為5500-6500?。

4.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述n+型外延層（2）的厚度為50-70μm。

5.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述n-型襯底（3）的厚度為120-140μm。

6.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述柵氧化層（7）的厚度為110-130nm。

7.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述多晶硅層（8）的厚度為5000-6000??。

8.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述鈍化層（9）包括磷硅玻璃層以及在磷硅玻璃層正面的氮化硅層，磷硅玻璃層的厚度為3500-4500?，氮化硅層的厚度為4500-4500?。

9.如權(quán)利要求1所述的功率mosfet器件，其特征是：所述正面金屬層（10）的材質(zhì)為鋁，且正面金屬層（10）的厚度為4-5μm。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種功率MOSFET器件，包括背面金屬層、N+型外延層、N?型襯底、P+型阱區(qū)、N++型內(nèi)環(huán)源區(qū)、N++型外環(huán)源區(qū)、N+型內(nèi)環(huán)源區(qū)、N+型外環(huán)源區(qū)、柵氧化層、多晶硅層、鈍化層與正面金屬層，在P+型阱區(qū)的正面向下形成有N++型內(nèi)環(huán)源區(qū)與N++型外環(huán)源區(qū)，在N++型內(nèi)環(huán)源區(qū)的背面形成有N+型內(nèi)環(huán)源區(qū)，在N++型外環(huán)源區(qū)的背面形成有N+型外環(huán)源區(qū)。本技術(shù)增強(qiáng)器件正向偏置安全工作區(qū)FBSOA，改進(jìn)了功率MOSFET器件的源極結(jié)構(gòu)，從而使功率MOSFET器件更適合于在線性模式下使用，適用于如電子負(fù)載，音頻功放，線性穩(wěn)壓器、超聲高頻外科集成系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：易瓊紅,左勇強(qiáng),龔利汀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫固電半導(dǎo)體股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231208
技術(shù)公布日：2025/1/2