[發明專利]溝槽型MOS場效應晶體管及方法、電子設備

在審

• 申請號: 201811640961.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111384174A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 朱輝;肖秀光
• 申請（專利權）人: 深圳比亞迪微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，包括：

依次層疊設置的第一電極金屬層、半導體襯底層以及外延層；

多個溝槽，多個所述溝槽位于所述外延層遠離所述半導體襯底層一側的表面上，所述溝槽中設置有柵絕緣層以及柵極；

阱區，所述阱區位于相鄰的兩個所述溝槽之間，所述阱區中具有靠近所述溝槽的側壁設置的源/漏極區；

絕緣介質層，所述絕緣介質層位于所述溝槽遠離所述外延層的一側，并覆蓋所述柵極以及所述源/漏極區的一部分；

勢壘金屬層，所述勢壘金屬層設置在所述絕緣介質層遠離所述半導體襯底的一側，并在所述溝槽的兩側分別形成歐姆接觸和肖特基接觸；

第二電極金屬層，所述第二電極金屬層位于所述勢壘金屬層遠離所述外延層的一側。

2.根據權利要求1所述的溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，所述半導體襯底層是由SiC形成的，所述外延層的厚度大于6微米。

3.根據權利要求1所述的溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，所述外延層和所述阱區具有相反的摻雜類型，

任選地，所述外延層的摻雜濃度為10¹⁴～10¹⁷cm^-3；

任選地，所述阱區的摻雜濃度為10¹⁶～10¹⁹cm^-3。

4.根據權利要求1所述的溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，進一步包括：設置于所述溝槽底部的保護區。

5.根據權利要求4所述的溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，所述保護區是通過對靠近所述溝槽底部的所述外延層進行離子注入而形成的，所述保護區的摻雜類型與外延層的摻雜類型相反。

6.根據權利要求5所述的溝槽型MOS場效應晶體管，其特征在于，所述保護區的摻雜濃度為10¹⁶～10²¹cm^-3。

7.一種制備溝槽型MOS場效應晶體管的方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成外延層；

對所述外延層遠離所述半導體襯底的一側的部分區域進行摻雜，以形成阱區，并在所述阱區中形成源/漏極區；

在所述阱區和所述外延層的交界處，刻蝕形成延伸至所述外延層的多個溝槽；

在所述溝槽中依次形成柵絕緣層以及柵極；

形成絕緣介質層，所述絕緣介質層設置在所述溝槽遠離所述外延層的一側，并覆蓋所述柵極以及所述源/漏極區的一部分；

形成勢壘金屬層，所述勢壘金屬層設置在所述絕緣介質層遠離所述半導體襯底的一側，并在所述溝槽的兩側分別形成歐姆接觸和肖特基接觸；

形成第二電極金屬層，所述第二電極金屬層設置在所述勢壘金屬層遠離所述溝槽的一側；以及

在所述半導體襯底遠離所述外延層的一側形成第一電極金屬層。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述半導體襯底為SiC襯底，所述外延層的厚度為大于6微米。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述阱區是通過對所述外延層進行離子注入而形成的，所述外延層和所述阱區具有相反的摻雜類型，

任選地，所述外延層的摻雜濃度為10¹⁴～10¹⁷cm^-3；

任選地，所述阱區的摻雜濃度為10¹⁶～10¹⁹cm^-3。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述溝槽之后，形成所述柵極氧化層之前，進一步包括：對所述溝槽底部的所述外延層進行離子注入，以形成保護區。