[發明專利]集成ESD的SiC功率MOSFET器件及制備方法

在審

• 申請號: 202110321862.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112951922A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳欣璐;黃興;張梓豪;隋金池;龔牧峰
• 申請（專利權）人: 派恩杰半導體（杭州）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L27/02;H01L21/336
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

1.一種集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，包括碳化硅半導體基底，所述碳化硅半導體基底包括MOSFET元胞區和柵極壓焊區，所述碳化硅半導體基底包括碳化硅襯底和位于所述碳化硅襯底表面的碳化硅外延層；位于所述碳化硅半導體基底另一表面的漏極電極；

位于所述MOSFET元胞區的碳化硅外延層表面的柵極結構和覆蓋所述柵極結構的柵源極間介質；位于所述柵極結構兩側且位于所述MOSFET元胞區的碳化硅外延層內的第一摻雜離子注入基區；位于所述第一摻雜離子注入基區內的第一摻雜離子重注入體區和第二摻雜離子注入源區，位于所述第一摻雜離子重注入體區和第二摻雜離子注入源區表面的源極電極；位于所述柵極壓焊區的碳化硅外延層內的第一摻雜離子注入區和位于所述第一摻雜離子注入區內的第二摻雜離子注入區，所述柵極壓焊區的第一摻雜離子注入區和第二摻雜離子注入區構成PN結二極管，所述柵極壓焊區的第一摻雜離子注入區與所述MOSFET元胞區的第一摻雜離子重注入體區或第一摻雜離子注入基區同時形成且相連，所述柵極壓焊區的第二摻雜離子注入區與所述MOSFET元胞區的第二摻雜離子注入源區同時形成，所述第一摻雜離子注入區和第二摻雜離子注入區的邊緣具有多個尖峰角；位于所述柵極壓焊區的碳化硅外延層表面的壓焊區柵極結構和位于所述壓焊區柵極結構表面的柵極電極，所述壓焊區柵極結構和柵極結構相連，所述壓焊區柵極結構內具有開口暴露出所述第二摻雜離子注入區表面，且所述柵極電極同時覆蓋暴露出的第二摻雜離子注入區表面和壓焊區柵極結構表面。

2.如權利要求1所述的集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，所述尖峰角的角度為大于0度且小于180度。

3.如權利要求1所述的集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，所述第一摻雜離子注入區內的第二摻雜離子注入區的數量為一個或多個。

4.如權利要求1所述的集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，所述第一摻雜離子注入區和第二摻雜離子注入區的邊緣呈鋸齒狀。

5.如權利要求1所述的集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，所述第二摻雜離子注入區呈正方形環狀或長方形環狀、正方形或長方形。

6.如權利要求1所述的集成ESD的SiC功率MOSFET器件，其特征在于，所述PN結二極管為環形邊緣PN結二極管。

7.一種集成ESD的SiC功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供碳化硅半導體基底，所述碳化硅半導體基底包括MOSFET元胞區和柵極壓焊區，所述碳化硅半導體基底包括碳化硅襯底和位于所述碳化硅襯底表面的碳化硅外延層；

在所述碳化硅半導體基底另一表面形成漏極電極；

在MOSFET元胞區的碳化硅外延層內且在柵極結構兩側的位置形成第一摻雜離子注入基區；

在所述第一摻雜離子注入基區內形成第一摻雜離子重注入體區，在柵極壓焊區的碳化硅外延層內形成第一摻雜離子注入區，所述柵極壓焊區的第一摻雜離子注入區與所述MOSFET元胞區的第一摻雜離子重注入體區或第一摻雜離子注入基區同時形成且相連；

在柵極結構兩側的第一摻雜離子注入基區內形成第二摻雜離子注入源區，在壓焊區柵極結構的開口位置對應的第一摻雜離子注入區內形成第二摻雜離子注入區，所述柵極壓焊區的第二摻雜離子注入區與所述MOSFET元胞區的第二摻雜離子注入源區同時形成，所述第一摻雜離子注入區和第二摻雜離子注入區的邊緣具有多個尖峰角，所述第一摻雜離子注入區和第二摻雜離子注入區構成PN結二極管；

在MOSFET元胞區的碳化硅外延層表面形成柵極結構，在柵極壓焊區的碳化硅外延層表面形成壓焊區柵極結構，所述柵極結構和所述壓焊區柵極結構同時形成且相連，所述壓焊區柵極結構具有開口，暴露出底部的第一摻雜離子注入區位置的碳化硅外延層；

形成覆蓋所述柵極結構表面的柵源極間介質，在所述第一摻雜離子重注入體區和第二摻雜離子注入源區表面形成源極電極，在所述柵極壓焊區的壓焊區柵極結構表面形成柵極電極，且所述柵極電極同時覆蓋在暴露出的第二摻雜離子注入區表面和壓焊區柵極結構表面。