[發明專利]一種碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201810650037.7
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109065623B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 楊同同;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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;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: 陳風平

本發明公開了一種碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管及其制備方法，該碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體的結構包括外延層、漏極、第一導電類型阱區域、第二導電類型源區域、第一導電類型重摻雜區、源電極、柵氧化層、柵電極、鈍化保護層及若干個第一導電類型區域。本發明引入了第一導電類型區域，可以在增加JFET寬度的同時抑制器件柵氧內的電場強度，從而在不影響器件阻斷的條件下，增加JFET區域的寬度，降低JFET區域的電阻，提升器件的導通特性。

技術領域

本發明涉及半導體和功率半導體器件及其制備方法，尤其涉及碳化硅MOSFET器件及其制造方法。

背景技術

目前碳化硅MOSFET器件存在嚴重的柵氧可靠性問題。為了改善器件的可靠性，必須降低碳化硅MOSFET器件柵氧內的電場強度。

為了提升碳化硅MOSFET器件的正向導通特性，通常希望能夠增加JFET區域的寬度，降低JFET區域的電阻。但是JFET寬度的增加，會使得相鄰P阱對柵氧電場抑制能力減弱，從而又引起柵氧可靠性問題。

發明內容

發明目的：為了解決上述問題，本發明提出了一種碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管結構，解決了JFET寬度的增加，造成器件柵氧電場阻斷狀態時過高，而發生擊穿的問題。本發明的另一目的是提供了該碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管的制備方法。

技術方案：本發明所述的一種碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管，包括：

第二導電類型外延層；

位于所述第二導電類型外延層背面的漏極；

與所述第二導電類型外延層相鄰并分布于所述第二導電類型外延層兩側的第一導電類型阱區域；

位于所述第一導電類型阱區域中，靠近JFET區域的第二導電類型源區域；

位于所述第一導電類型阱區域中，遠離JFET區域的第一導電類型重摻雜區；

位于所述第二導電類型源區域及所述第一導電類型重摻雜區之上的源電極；

位于JFET區域及部分所述第二導電類型源區域上方的柵氧化層；

位于所述柵氧化層之上的柵電極；

位于所述柵電極之上的鈍化保護層；

位于所述第二導電類型外延層之內的若干個第一導電類型區域；

本發明優選地一種實施方式為所述第一導電類型區域摻雜濃度高于所述第二導電類型外延層。

本發明優選地一種實施方式為所述第一導電類型區域頂部延伸至所述柵氧化層下表面或與所述柵氧化層有一定距離。

本發明優選地一種實施方式為所述第一導電類型區域底部延伸至所述JFET區域底部或距離所述JFET區域底部有一定距離。

本發明優選地一種實施方式為所述第一導電類型區域位于所述JFET區域中。

本發明優選地一種實施方式為若干個所述第一導電類型區域的寬度相同。

本發明優選地一種實施方式為若干個所述第一導電類型區域的高度相同。

本發明優選地一種實施方式為所述第一導電類型區域為均勻摻雜或非均勻摻雜。

本發明適用于N型溝道MOSFET及P溝道MOSFET，進一步地，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型；或所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

本發明優選地一種實施方式為所述第二導電類型外延層包括靠近所述漏極一側的N型重摻襯底和遠離所述漏極的N型輕摻雜漂移層。