[發明專利]一種功率槽柵MOS型器件及制備方法

有效

• 申請號: 201710895324.X
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107706230B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 楊同同;黃潤華;柏松
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種功率槽柵MOS型器件及制備方法，包括凸字型外延層，凸字型兩肩上方依次為電流擴散區域和反向阻擋區域；外延層上方依次外延生長阱區域和源區域，刻蝕阱區域和源區域得到柵槽，柵槽中依次生長柵氧化層和柵極；源區域上方設置源極，外延層下方設置漏極。本發明的功率槽柵MOS型器件，由于嵌入的電流擴展區域可以使得正向導通電流均勻擴散至整個外延漂移層中，導通電阻極大的降低；同時反向阻斷區域的嵌入也使得阱下方邊緣的電場強度得到抑制，極大的提高了MOS型器件的阻斷電壓。

技術領域

本發明屬于功率半導體領域，尤其涉及一種功率槽柵MOS型器件及制備方法。

背景技術

由于碳化硅材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場強度高和熱導率高等優點，基于碳化硅的功率半導體開關器件在高壓高溫等應用領域具有極好的發展前景。

基于碳化硅材料的槽柵MOS型器件結構，可以很好的解決平面MOS型器件結構載流子遷移率低等缺點，理論上可以更好的使得器件在導通特性和阻斷特性得到更好的平衡。如圖1所示是傳統的功率槽柵MOS型器件結構，槽柵MOS型器件結構的導通電流在外延漂移層中區域過于集中，使得導通電阻很大；同時槽柵結構阱區域邊緣處的電場強度很難得到很好的抑制，使得器件過早的擊穿。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種功率槽柵MOS型器件及制備方法，可以極大的降低器件的導通電阻并提高器件的阻斷特性，使得器件能夠在導通特性和阻斷特性中得到更好的權衡。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種功率槽柵MOS型器件，包括凸字型外延層，凸字型兩肩上方依次為反向阻擋區域和電流擴散區域；外延層上方依次外延生長阱區域和源區域，刻蝕阱區域和源區域得到柵槽，柵槽中依次生長柵氧化層和柵極；源區域上方設置源極，外延層下方設置漏極。

進一步地，嵌入的電流擴展區域的導電類型和源區域的導電類型為第一導電類型，嵌入的反向阻斷區域的導電類型和阱區域的導電類型為第二導電類型。

進一步地，嵌入的電流擴展區域的摻雜濃度和深度及嵌入的反向阻斷區域的摻雜濃度和深度使得在器件反向阻斷時，兩者構成的PN結穿通。

一種功率槽柵MOS型器件的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備具有嵌入的電流擴散區域和反向阻擋區域的外延層；

(2)外延層上方依次外延生長阱區域和源區域；

(3)刻蝕阱區域和源區域得到柵槽；

(4)在柵槽中生長柵氧化層，并在柵氧化層上方制作柵極；

(5)在源區上方制作源極，在外延層下方制作漏極。

進一步地，所述步驟(1)具體包括：

(1.1)刻蝕得到凸字型外延層；

(1.2)凸字型外延層的兩肩上外延生長電流擴散區域；

(1.3)凸字型外延層上方外延生長反向阻擋區域；

(1.4)進行平坦化。

進一步地，所述步驟(1)具體包括：

(1.1)外延層中通過掩膜注入嵌入的電流擴散區域；

(1.2)外延層和電流擴散區域之間通過掩膜注入嵌入的反向阻擋區域。

有益效果：本發明的功率槽柵MOS型器件，由于嵌入的電流擴展區域可以使得正向導通電流均勻擴散至整個外延漂移層中，導通電阻極大的降低；同時反向阻斷區域的嵌入也使得阱下方邊緣的電場強度得到抑制，極大的提高了MOS型器件的阻斷電壓。

附圖說明