[發(fā)明專利]碳化硅MOSFET器件的元胞結構、其制備方法及碳化硅MOSFET器件

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111933685B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 王亞飛;陳喜明;李誠瞻;羅海輝
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;金淼

1.一種碳化硅MOSFET器件的元胞結構，其特征在于，包括：

第一導電類型碳化硅襯底；

位于所述襯底上方的第一導電類型漂移層；其中，在元胞結構兩側，于所述漂移層表面向下設置有側部溝槽，以在所述漂移層表面于所述元胞結構中心位置形成凸臺；

設置于所述漂移層內且位于所述側部溝槽下方的第二導電類型阱區(qū)；其中，所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側未被所述阱區(qū)完全覆蓋；

位于所述阱區(qū)表面內的第一導電類型源區(qū)；其中，所述阱區(qū)表面靠近所述凸臺的一側未被所述源區(qū)完全覆蓋；

設置于所述漂移層內，且位于所述凸臺的頂部和側壁以及所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側的下方的第二導電類型屏蔽區(qū)；其中，所述屏蔽區(qū)不與所述阱區(qū)接觸；

位于所述漂移層上方，且覆蓋所述凸臺的頂部和側壁并與所述阱區(qū)和所述源區(qū)接觸的柵極氧化層；

位于所述柵極氧化層上方的柵極。

2.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構，其特征在于，所述側部溝槽的深度為0.5至1.0um；和/或

所述屏蔽區(qū)的離子摻雜濃度大于5E17 cm^-3，所述屏蔽區(qū)的深度大于0.2um。

3.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構，其特征在于，還包括：

與所述源區(qū)并排設置于所述阱區(qū)表面內且與所述源區(qū)遠離所述凸臺的一端接觸的第二導電類型增強區(qū)；

其中，所述增強區(qū)的離子摻雜濃度大于所述阱區(qū)的離子摻雜濃度。

4.根據權利要求3所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構，其特征在于，還包括：

位于所述源區(qū)和所述增強區(qū)上方且同時與所述源區(qū)和所述增強區(qū)形成歐姆接觸的源極金屬層；

位于所述襯底下方并與所述襯底形成歐姆接觸的漏極金屬層；

其中，所述柵極通過層間介質層與所述源極金屬層隔離。

5.一種碳化硅MOSFET器件的元胞結構的制備方法，其特征在于，包括：

提供第一導電類型碳化硅襯底；

在所述襯底上方形成第一導電類型漂移層；

在所述漂移層表面于元胞結構的兩側形成側部溝槽，以在所述漂移層表面于所述元胞結構中心位置形成凸臺；

在所述漂移層內于所述側部溝槽下方形成第二導電類型阱區(qū)；其中，所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側未被所述阱區(qū)完全覆蓋；

在所述阱區(qū)表面內形成第一導電類型源區(qū)；其中，所述阱區(qū)表面靠近所述凸臺的一側未被所述源區(qū)完全覆蓋；

在所述漂移層內于所述凸臺的頂部和側壁以及所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側的下方，形成第二導電類型屏蔽區(qū)；其中，所述屏蔽區(qū)不與所述阱區(qū)接觸；

在所述漂移層上方形成覆蓋所述凸臺的頂部和側壁并與所述阱區(qū)和所述源區(qū)接觸的柵極氧化層；

在所述柵極氧化層上方形成柵極。

6.根據權利要求5所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構的制備方法，其特征在于，在所述漂移層內于所述凸臺的頂部和側壁以及所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側的下方，形成第二導電類型屏蔽區(qū)，包括以下步驟：

在所述側部溝槽底部形成覆蓋所述阱區(qū)的掩膜層；

通過旋轉注入的方式，注入第二導電類型的高能離子到所述漂移層內，以在所述凸臺的頂部和側壁以及未被所述掩膜層遮蓋的所述側部溝槽的底部靠近所述凸臺的一側的下方，形成第二導電類型屏蔽區(qū)；

去除所述掩膜層。

7.根據權利要求6所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構的制備方法，其特征在于，所述旋轉注入的注入傾角為30°至60°。

8.根據權利要求5所述的碳化硅MOSFET器件的元胞結構的制備方法，其特征在于，在所述漂移層上方形成覆蓋所述凸臺的頂部和側壁并與所述阱區(qū)和所述源區(qū)接觸的柵極氧化層，包括以下步驟：

對所述漂移層表面進行犧牲氧化處理；

在所述漂移層上方形成覆蓋所述凸臺的頂部和側壁并與所述阱區(qū)和所述源區(qū)接觸的柵極氧化層。