[發明專利]平面型碳化硅逆阻MOSFET器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202011593443.8
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112687744B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 張金平;王鵬蛟;陳偉;劉競秀;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/47;H01L29/45;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其元胞結構包括：從下至上依次層疊設置的背部漏極金屬(1)、第二N型碳化硅緩沖層(21)、N型碳化硅外延層(3)、第一N型碳化硅緩沖層(11)；所述第一N型碳化硅緩沖層(11)中具有第一P型碳化硅基區(4)和第二P型碳化硅基區(41)；第一N型碳化硅緩沖層(11)的下部與N型碳化硅外延層(3)相接，第一N型碳化硅緩沖層(11)的上部將第一P型碳化硅基區(4)和第二P型碳化硅基區(41)分隔開；所述第一P型碳化硅基區(4)中具有第一P型碳化硅源區(5)和第一N型碳化硅源區(7)；所述第一P型碳化硅源區(5)與第一N型碳化硅源區(7)左右相接；所述第二P型碳化硅基區(41)中具有第二P型碳化硅源區(51)和第二N型碳化硅源區(71)；所述第二P型碳化硅源區(51)和第二N型碳化硅源區(71)左右相接；所述第一P型碳化硅基區(4)、第二P型碳化硅基區(41)及第一N型碳化硅緩沖層(11)上方具有柵介質層(10)；所述柵介質層(10)上方具有柵極(9)；第一源極金屬(6)，與第一P型碳化硅源區(5)及部分第一N型碳化硅源區(7)上下相接，并形成歐姆接觸；第二源極金屬(61)，與第二P型碳化硅源區(51)及部分第二N型碳化硅源區(71)上下相接，并形成歐姆接觸；

其特征在于：第二N型碳化硅緩沖層(21)中具有不相鄰的P型區域(12)；P型區域(12)的下方與背部漏極金屬(1)之間形成歐姆接觸(13)；第二N型碳化硅緩沖層(21)與背部漏極金屬(1)之間形成肖特基接觸(14)。

2.一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其元胞結構包括：從下至上依次層疊設置的背部漏極金屬(1)、第二N型碳化硅緩沖層(21)、N型碳化硅外延層(3)、第一N型碳化硅緩沖層(11)；所述第一N型碳化硅緩沖層(11)中具有第一P型碳化硅基區(4)和第二P型碳化硅基區(41)；第一N型碳化硅緩沖層(11)的下部與N型碳化硅外延層(3)相接，第一N型碳化硅緩沖層(11)的上部將第一P型碳化硅基區(4)和第二P型碳化硅基區(41)分隔開；所述第一P型碳化硅基區(4)中具有第一P型碳化硅源區(5)和第一N型碳化硅源區(7)；所述第一P型碳化硅源區(5)與第一N型碳化硅源區(7)左右相接；所述第二P型碳化硅基區(41)中具有第二P型碳化硅源區(51)和第二N型碳化硅源區(71)；所述第二P型碳化硅源區(51)和第二N型碳化硅源區(71)左右相接；所述第一P型碳化硅基區(4)、第二P型碳化硅基區(41)及第一N型碳化硅緩沖層(11)上方具有柵介質層(10)；所述柵介質層(10)上方具有柵極(9)；第一源極金屬(6)，與第一P型碳化硅源區(5)及部分第一N型碳化硅源區(7)上下相接，并形成歐姆接觸；第二源極金屬(61)，與第二P型碳化硅源區(51)及部分第二N型碳化硅源區(71)上下相接，并形成歐姆接觸；

其特征在于：第二N型碳化硅緩沖層(21)中具有不相連的P型浮空區(17)；P型浮空區(17)的下方與背部漏極金屬(1)之間沒有接觸，在第二N型碳化硅緩沖層(21)中完全浮空；第二N型碳化硅緩沖層(21)與背部漏極金屬(1)之間形成肖特基接觸。

3.根據權利要求1或2所述的一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其特征在于：用P柱(31)和N柱(32)替代了N型碳化硅外延層(3)。

4.根據權利要求1或2所述的一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其特征在于：所述第一N型碳化硅緩沖層(11)正下方、左下方以及右下方設置有第一P型埋層(15)。

5.根據權利要求4所述的一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其特征在于：所述第一N型碳化硅緩沖層(11)內部設置有第二P型埋層(18)。

6.根據權利要求1或2所述的一種平面型碳化硅逆阻MOSFET器件，其特征在于：所有碳化硅材料替換為氮化鎵、氧化鎵、氮化硼、硅材料。