[發明專利]一種碳化硅MOS的單粒子加固器件結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911401912.9
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111129119A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 賈云鵬;趙富杰;周新田;趙元富;胡冬青;吳郁
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件，包括：

硅襯底(2)，

漏極金屬電極(1)位于襯底(2)下方，

N型漂移區(3)位于襯底(2)上方，

左右兩個P阱區(6)位于N型漂移區(3)上方，

重摻雜形成的P⁺區(8)緊靠P阱區(6)上表面的左右兩端，

N⁺源區(7)緊靠(8)左右內側以及P阱區(6)上表面，

槽型多晶硅柵(4)以及環繞其表面的氧化層(5)位于P阱區(6)、N⁺源區(7)的中間，并貫穿P阱區(6)、N⁺源區(7)及部分N型漂移區(3)，

P型源區(9)為L型，位于在N型漂移區(3)以及重摻雜P⁺區(8)之間，

源極金屬電極10位于N⁺源區(7)、重摻雜P⁺區(8)、P型源區(9)外表面。

2.根據權利要求1所述的一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件，其特征在于：所述的襯底(2)是高摻雜N型單晶碳化硅或硅襯底。

3.根據權利要求1所述的一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件結構，其特征是：所述的N型漂移區（3）為一個低摻雜外延層，厚度約為10～100μm。

4.根據權利要求1所述的一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件結構，其特征是：在P阱區(6)和N型漂移區(3)中制備的倒錘型的槽柵結構，槽底寬處的寬度為0.6～1.0μm，槽頂窄處的寬度為0.3～0.5μm。

5.根據權利要求1所述的一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件結構，其特征是：在P阱區和N型漂移區中制備倒錘型的槽柵結構，其槽深為0.5μm～1.5μm。

6.一種碳化硅MOS的單粒子加固器件結構的制備方法，基于權利要求1所述的一種單粒子加固倒錘型的槽柵結構功率MOS器件結構，其特征在于：制備槽柵的工藝步驟為：

1)在N⁺源區(7)處刻蝕凹槽；

2)在上述N⁺源區(7)、重摻雜P⁺區(8)上方沉積Si₃N₄作為阻擋層；

3)各向異性蝕刻Si₃N₄貫穿P阱區(6)、N⁺源區(7)直到N型漂移區(3)的上方，形成豎直凹槽；

4)利用各向同性蝕刻，刻蝕豎直凹槽部分；

5)利用濕法氧化，在槽內側進行犧牲氧化；

6)剝離Si₃N₄和氧化物；

7)利用濕法氧化柵極氧化。