[實用新型]一種高壓MOSFET器件的元胞結構及應用其的高壓MOSFET器件

有效

• 申請號: 202020396719.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN212303675U
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳欣璐;黃興;陳然
• 申請（專利權）人: 派恩杰半導體（杭州）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/78
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

本實用新型實施例公開了一種高壓MOSFET器件的元胞結構及應用其的高壓MOSFET器件，其中每個元胞結構的第一導電類型碳化硅襯底上設有第一導電類型的碳化硅外延層；第一導電類型的碳化硅外延層中分別注入設有第二導電類型體區、第二導電類型基區和第一導電類型源區、電流加強注入區，其中注入第二導電類型基區時采用傾斜注入，斜注入后第二導電類型基區在上表面靠近掩蔽層端形成圓弧型注入形貌；第一導電類型的碳化硅外延層上方設有柵氧化層，并設有柵極；第一導電類型的碳化硅外延層上方淀積設有隔離介質，在接觸源區處開口，并蒸發設有歐姆接觸金屬和源極加厚金屬形成的源極；晶圓正面淀積設有鈍化層，并設有刻蝕開孔露出的金屬電極。

技術領域

本實用新型屬于半導體技術領域，具體涉及一種高壓MOSFET器件的元胞結構及應用其的高壓MOSFET器件。

背景技術

碳化硅(SiC)是目前發展最快的寬禁帶功率半導體材料，使用碳化硅材料制作的MOS場效應晶體管功率器件比Si器件能夠承受更高的電壓和更快的開關速度。但碳化硅MOS制作工藝復雜，制作周期長，特備是溝道的制備復雜度高，大大限制了SiC器件的應用。

傳統碳化硅制造形成溝道時采用垂直注入，與硅材料中斜注入原理不同的是，注入離子在碳化硅中幾乎沒有擴散現象，即使經過高溫退火工藝也不會像在硅材料中擴散。這使得垂直注入的溝道非常窄，很容易耗盡，使得閾值電壓降低。因此，現有技術采用兩種溝道定義方法：第一種方法在第二導電類型基區注入后，保留掩蔽層各向同性生長多晶硅，之后各向異性刻蝕，形成新的掩蔽層后再注入第一導電類型源區。這種方法的好處在于也可以使用一張光刻板定義溝道，但是需要兩次精準垂直刻蝕掩蔽層，增加了工藝難度。第二種方法是使用poly作為第二導電類型基區的掩蔽層，注入之后氧化poly，使得poly氧化膨脹形成第二層掩蔽層。這種方法可以使用一張光刻板定義溝道，但是poly氧化時間長，通常需要十幾小時，氧化后的形貌也不容易控制。

實用新型內容

鑒于以上存在的技術問題，本實用新型用于提供一種高壓MOSFET器件的元胞結構及應用其的高壓MOSFET器件。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案：

本實用新型實施例的一方面提供一種高壓MOSFET器件的元胞結構，包括第一導電類型碳化硅襯底、第一導電類型的碳化硅外延層、兩個源極、一個柵極、一個柵氧化層、漏極和隔離介質：

第一導電類型碳化硅襯底上設有第一導電類型的碳化硅外延層；

第一導電類型的碳化硅外延層中分別注入設有第二導電類型體區、第二導電類型基區和第一導電類型源區、電流加強注入區，其中注入第二導電類型基區時采用傾斜注入，斜注入后第二導電類型基區在上表面靠近掩蔽層端形成圓弧型注入形貌；

第一導電類型的碳化硅外延層上方設有柵氧化層，并設有柵極；

第一導電類型的碳化硅外延層上方淀積設有隔離介質，在接觸源區處開口，并蒸發設有歐姆接觸金屬和源極加厚金屬形成的源極；

晶圓正面淀積設有鈍化層，并設有刻蝕開孔露出的金屬電極；

第一導電類型碳化硅襯底下方蒸發金屬設有漏極。

優選地，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

優選地，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

優選地，第一導電類型的碳化硅外延層厚度為5～250um。

優選地，第一導電類型源區靠近第二導電類型基區形成圓弧形注入形貌。

優選地，柵極和漏極由Ti、Ni、Mo、Pt、Si、Ge、Al、TiN、W、TiW、Au之中的至少一種組成。