[發明專利]一種碳化硅UMOSFET功率器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110209222.4
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113013229A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 吳志明;鄒嫻;王偉平;孔麗晶;康俊勇;吳雅蘋;李煦
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學九江研究院
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 王珂

1.一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，其結構從下到上依次包括漏電極（8）、N+襯底層（1）、N-漂移層（2）、N+電流擴散層（3）、P型摻雜層（4）、源區層（5）、兩個源電極（9）；兩個所述源電極（9）之間設有源區接觸層（10），所述源區接觸層（10）的底端設有柵電極（7），所述柵電極（7）的外壁上包裹有柵極介質（6），所述柵極介質（6）依次貫穿所述N+電流擴散層（3）、P型摻雜層（4）、源區層（5），所述柵極介質（6）鑲嵌在N-漂移層（2）的頂端。

2.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述N-漂移層（2）為摻雜濃度漸變的漂移層，且摻雜濃度自所述N+襯底層（1）到N+電流擴散層（3）方向逐漸增加，所述N-漂移層（2）包含若干子層，所述子層數為3～10層，每層厚度可變。

3.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述柵極介質（6）為SiO₂。

4.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述N-漂移層（2）內摻雜有磷離子；所述N-漂移層（2）中靠近N+襯底層（1）一側的磷離子濃度最高，所述N-漂移層（2）中靠近N+電流擴散層（3）一側的磷離子濃度最低，所述磷離子的最高濃度為濃度為8×10¹⁵cm^-3～5×10¹⁶cm^-3，所述磷離子的最低濃度為1×10¹⁵cm^-3～5×10¹⁵cm^-3，所述N-漂移層（2）的厚度為10um～20um。

5.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述N+電流擴散層（3）的材質為摻雜有濃度為8×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁷cm^-3磷離子的N型4H-SiC，所述N+電流擴散層（3）的厚度為1um～2um。

6.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述N+襯底層（1）的厚度為100um～500um，所述N+襯底層（1）的材質為摻雜有濃度為5×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁹cm^-3磷離子的N型4H-SiC。

7.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述源區層（5）的厚度為2um～3um，所述源區層（5）內摻雜有濃度為1×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁸cm^-3的鋁離子。

8.根據權利要求1所述的一種碳化硅UMOSFET功率器件，其特征在于，所述源區接觸層（10）的厚度為0.5um，所述源區接觸層（10）內摻雜有濃度為5×10¹⁸cm^-3的磷離子。