[發(fā)明專利]面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010598803.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111799322B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳瑞峰;楊同同;王燕
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

1.一種面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述雙溝槽型SiCMOSFET結(jié)構(gòu)構(gòu)建在N⁺⁺型SiC襯底上的N^-型SiC外延層，包括：柵極溝槽、源極溝槽、N⁺源區(qū)、P型基區(qū)、P⁺屏蔽區(qū)、N型電流擴展區(qū)和N^-型外延層，其中，所述N⁺源區(qū)和所述P型基區(qū)由上至下排列，所述P⁺屏蔽區(qū)位于所述P型基區(qū)和所述源極溝槽的下方，所述N型電流擴展區(qū)位于所述P⁺屏蔽區(qū)的外側(cè)，所述N^-型外延層位于所述柵極溝槽的槽底中間區(qū)域和所述N型電流擴展區(qū)的下方；所述柵極溝槽小于所述源極溝槽的深度，其中，所述柵極溝槽的槽深為0.3～1.5微米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極溝槽的表面覆蓋柵介質(zhì)層，所述柵極溝槽的內(nèi)部填充柵電極材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，所述柵介質(zhì)層為熱氧化層，所述柵電極材料通過金屬或多晶硅淀積形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N⁺源區(qū)和所述P型基區(qū)的寬度相同，且兩個區(qū)深度之和不小于所述柵極溝槽的深度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N型電流擴展層比所述N^-型SiC 外延層 的摻雜濃度至少大半個數(shù)量級，比P⁺屏蔽區(qū)的摻雜濃度至少小一個數(shù)量級。

6.一種面向高頻應(yīng)用的雙溝槽型SiC MOSFET制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

在N⁺⁺型SiC襯底上生長摻雜濃度為5e¹³～3e¹⁷cm^-3的第一層N^–型外延層；

采用局部離子注入法在所述第一層N^-型 外延層上制備出N型電流擴展區(qū)；

采用所述局部離子注入法通過改變注入離子的種類、劑量與能量在所述N型電流擴展區(qū)內(nèi)制備出P⁺屏蔽區(qū)；

在所述第一層N^-型 外延層上方外延生長摻雜濃度為5e¹³～3e¹⁷cm^-3的第二層N^-型外延層；

采用局部刻蝕法在所述第一層N^-型外延層和所述N型電流擴展區(qū)上方制備出柵極溝槽；

采用所述局部離子注入法通過改變注入離子的種類、劑量與能量在所述第二層N^-型外延層或/和在所述第一層N^-型外延層中制備出N⁺源區(qū)和P型基區(qū)；

采用所述局部刻蝕法形成穿過所述第二層N^-型外延層并深入所述P⁺屏蔽區(qū)的源極溝槽；

通過熱氧化或介質(zhì)層淀積工藝形成柵介質(zhì)層，采用金屬或多晶硅淀積工藝形成柵電極；

在器件上方淀積層間隔離介質(zhì)并將其圖形化；

在器件的柵極和源極上方淀積加厚金屬。