[發明專利]碳化硅溝槽MOSFET器件及制備方法

有效

• 申請號: 202011594363.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112687745B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張金平;王鵬蛟;吳慶霖;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;H01L29/08;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

1.一種碳化硅溝槽MOSFET器件，其半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)，

N型碳化硅外延層(3)的上方為柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)，第一N型碳化硅緩沖層(11)上方為第一P型基區(4)，第一P型基區(4)上方為第一P型源區(5)和第一N型源區(7)，第一P型源區(5)和第一N型源區(7)左右相接，源極金屬(6)分別與第一P型源區(5)和部分第一N型源區(7)上下相接；

柵極(9)和N型碳化硅外延層(3)之間、柵極(9)和第一N型源區(7)之間、柵極(9)和第一P型基區(4)之間、柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)之間都設有柵介質層(10)；

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；相鄰P型區域(12)之間設置P型多晶硅區域(13)，P型多晶硅區域(13)上表面與第二N型碳化硅緩沖層(21)相接，下表面與背部漏極金屬(1)相接。

2.一種碳化硅溝槽MOSFET器件，其半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)，

N型碳化硅外延層(3)的上方為柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)，第一N型碳化硅緩沖層(11)上方為第一P型基區(4)，第一P型基區(4)上方為第一P型源區(5)和第一N型源區(7)，第一P型源區(5)和第一N型源區(7)左右相接，源極金屬(6)分別與第一P型源區(5)和部分第一N型源區(7)上下相接；

柵極(9)和N型碳化硅外延層(3)之間、柵極(9)和第一N型源區(7)之間、柵極(9)和第一P型基區(4)之間、柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)之間都設有柵介質層(10)；

其特征在于：第二N型碳化硅緩沖層(21)中具有不相連的P型區域(12)；P型區域(12)的下方與背部漏極金屬(1)之間沒有形成接觸，在第二N型碳化硅緩沖層(21)中完全浮空；P型多晶硅區域(13)位于P型區域(12)的下方，且寬度比P型區域(12)小。

3.一種碳化硅溝槽MOSFET器件，其半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)，

N型碳化硅外延層(3)的上方為柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)，第一N型碳化硅緩沖層(11)上方為第一P型基區(4)，第一P型基區(4)上方為第一P型源區(5)和第一N型源區(7)，第一P型源區(5)和第一N型源區(7)左右相接，源極金屬(6)分別與第一P型源區(5)和部分第一N型源區(7)上下相接；

柵極(9)和N型碳化硅外延層(3)之間、柵極(9)和第一N型源區(7)之間、柵極(9)和第一P型基區(4)之間、柵極(9)和第一N型碳化硅緩沖層(11)之間都設有柵介質層(10)；

其特征在于：P型多晶硅區域(13)在第二N型碳化硅緩沖層(21)中不相連；P型區域(12)也在第二N型碳化硅緩沖層(21)中不相連；P型多晶硅區域(13)上表面與P型區域(12)相接觸、下表面與背部漏極金屬(1)相接觸。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種碳化硅溝槽MOSFET器件，其特征在于：在柵介質層(10)下方設置有P型埋層(14)。

5.根據權利要求1或2或3所述的一種碳化硅溝槽MOSFET器件，其特征在于：在所述柵介質層(10)下方設置有屏蔽柵(15)及其右側的屏蔽柵介質層(16)，屏蔽柵介質層(16)下方為P型埋層(14)。