[發(fā)明專利]一種碳化硅MOSFET器件及其制備方法

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• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109309127A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 邵錦文;侯同曉;孫致祥;賈仁需;元磊;張秋潔;劉學松
• 申請（專利權）人: 秦皇島京河科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/04
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張曉

本發(fā)明涉及一種碳化硅MOSFET器件，由下向上依次層疊設置的漏極、N型SiC襯底層、N型漂移層；JFET區(qū)、溝道、P阱，依次位于N型漂移層上，且另一邊關于JFET區(qū)對稱，P阱的厚度小于所述溝道的厚度；P型接觸區(qū)、N型接觸區(qū)，均位于P阱上，P型接觸區(qū)位于P阱上的邊緣位置，P型接觸區(qū)、N型接觸區(qū)和溝道依次接觸；源極，位于p型接觸區(qū)和部分N型接觸區(qū)上；第一SiO₂柵氧化層，位于部分N型接觸區(qū)和溝道上；隔離槽，位于N型接觸區(qū)上，且位于源極和第一SiO₂柵氧化層之間；第二SiO₂柵氧化層，位于JFET區(qū)上；多晶硅，位于第一SiO₂柵氧化層和第二SiO₂柵氧化層上。

技術領域

本發(fā)明涉及一種碳化硅半導體器件制備領域，具體涉及一種碳化硅MOSFET器件及其制備方法。

背景技術

碳化硅(SiC)具有優(yōu)良的物理和電學特性，具有寬禁帶、高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率以及良好的化學穩(wěn)定性、極強的抗輻照能力和機械強度等優(yōu)點。因此，SiC成為研制高溫、大功率、高頻功率器件的理想材料，具有廣泛的應用前景。SiC可以通過熱氧化生成二氧化硅，因此能夠利用SiC材料制備低導通電阻，高開關速度的MOSFET器件。

碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)是一種廣泛使用的碳化硅功率器件。對于一種高性能高可靠性的功率器件，需要有足夠高的耐壓能力，承受高壓主電路通斷。同時，要有盡量低的導通電阻，降低器件工作損耗，達到高效、環(huán)保和節(jié)能的要求。

現有工藝主要是通過減小JFET區(qū)寬度并增大P阱區(qū)摻雜濃度和結深，來制備碳化硅功率MOSFET器件，一方面增大了器件導通電阻，另一方面需采用高能高劑量鋁離子注入，增大了工藝難度。

發(fā)明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種+發(fā)明名稱。本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發(fā)明實施例提供了一種碳化硅MOSFET器件，由下向上依次層疊設置的漏極1、N型SiC襯底層2、N型漂移層；

JFET區(qū)5、溝道6、P阱7，依次位于所述N型漂移層上，所述P阱7的厚度小于所述溝道6的厚度；

P型接觸區(qū)8、N型接觸區(qū)9，均位于所述P阱7上，且所述P型接觸區(qū)8位于所述P阱7上的邊緣位置，所述P型接觸區(qū)8、所述N型接觸區(qū)9和所述溝道6，依次接觸；

源極10，位于所述P型接觸區(qū)8和部分所述N型接觸區(qū)9上；

第一SiO₂柵氧化層11，位于部分所述N型接觸區(qū)9和所述溝道6上；

隔離槽14，位于所述N型接觸區(qū)9上，且位于所述源極10和所述第一SiO₂柵氧化層11之間；

第二SiO₂柵氧化層12，位于所述JFET區(qū)5上；

多晶硅13，位于所述第一SiO₂柵氧化層11和所述第二SiO₂柵氧化層12上。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述N型漂移層包括緩沖層3和N型外延層4，其中，所述N型漂移層厚度為10～13μm、氮離子摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～9×10¹⁵cm^-3。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述P阱7深度為0.5～0.8μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3。