[發(fā)明專利]一種新型的高壓VDMOS器件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110336336.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112820778A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳利
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門芯一代集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/16;H01L21/04
• 代理公司: 廈門荔信航知專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 35247
• 代理人: 馬小玲

本發(fā)明公開了一種新型的高壓VDMOS器件及其制備方法，其包括：N型重?fù)诫s襯底，N型輕摻雜緩沖區(qū)，P型阱區(qū)，N型重?fù)诫s源極區(qū)，P型重?fù)诫s源極區(qū)，NISI源極區(qū)，高K絕緣層，柵極多晶硅區(qū)，NISI漏極區(qū)，柵極電極，源極電極和漏極電極；NISI漏極區(qū)設(shè)在N型重?fù)诫s襯底下表面，NISI漏極區(qū)下表面形成漏極電極，N型重?fù)诫s襯底上設(shè)有N型輕摻雜緩沖區(qū)，N型輕摻雜緩沖區(qū)上設(shè)有兩個(gè)P型阱區(qū)，P型阱區(qū)上設(shè)有N型重?fù)诫s源極區(qū)和P型重?fù)诫s源極區(qū)，N型重?fù)诫s源極區(qū)和P型重?fù)诫s源極區(qū)上表面設(shè)有NISI源極區(qū)，P型阱區(qū)和N型輕摻雜緩沖區(qū)上設(shè)有高K絕緣層，高K絕緣層上設(shè)有柵極多晶硅區(qū)，柵極多晶硅區(qū)上設(shè)有柵極電極，N型重?fù)诫s源極區(qū)和P型重?fù)诫s源區(qū)上設(shè)有源極電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型的高壓VDMOS器件及其制備方法。

背景技術(shù)

功率VDMOS器件是一種電子開關(guān)，其開關(guān)狀態(tài)受控于柵極電壓，導(dǎo)通時(shí)由電子或空穴導(dǎo)電，其具有控制簡單和開關(guān)快速的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于功率電子系統(tǒng)，主要包括開關(guān)電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。閾值電壓和比導(dǎo)通電阻為功率VDMOS的兩個(gè)主要參數(shù)，其中隨著功率器件的閾值電壓的增大，其比導(dǎo)通電阻也急劇增加，對于高壓VDMOS器件更加明顯。

碳化硅材料有著優(yōu)異的電學(xué)性能，如較大的禁帶寬度、較高的熱導(dǎo)率、較高的電子飽和漂移速度以及較高的臨界擊穿電場，使其在高溫、高頻、大功率、抗輻射應(yīng)用場合下成為十分理想的半導(dǎo)體材料。碳化硅半導(dǎo)體材料在電力領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于制備大功率電子器件。目前，碳化硅電子器件會(huì)受到周圍環(huán)境的干擾，使得電子器件受到不同程度的損害，影響其電氣性能，甚至使器件永久失效，如：輻射信號的影響。

因此，亟待一種新型的高壓VDMOS器件，可以實(shí)現(xiàn)降低輻射信號對器件的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種新型的高壓VDMOS器件及其制備方法，利用SiC的耐高溫、高臨界電場和高熱電導(dǎo)率等特性，對其進(jìn)行VDMOS器件的制備，采用N型溝道的VDMOS，可以有效地實(shí)現(xiàn)降低輻射信號對器件的閾值電壓和比導(dǎo)通電阻的影響，還可以在高頻條件下提高開關(guān)速度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種新型的高壓VDMOS器件，包括：N型重?fù)诫s襯底，N型輕摻雜緩沖區(qū)，P型阱區(qū)，N型重?fù)诫s源極區(qū)，P型重?fù)诫s源極區(qū)，NISI源極區(qū)，高K絕緣層，柵極多晶硅區(qū)，NISI漏極區(qū)，柵極電極，源極電極和漏極電極。

進(jìn)一步地，其中所述NISI漏極區(qū)形成在所述N型重?fù)诫s襯底的下表面，在所述NISI漏極區(qū)的下表面形成所述漏極電極，在所述N型重?fù)诫s襯底的上表面設(shè)有所述N型輕摻雜緩沖區(qū)，在所述N型輕摻雜緩沖區(qū)的上表面設(shè)有兩個(gè)P型阱區(qū)，所述兩個(gè)P型阱區(qū)之間設(shè)有間隔，所述兩個(gè)P型阱區(qū)是以所述器件的中心線對稱，在每個(gè)所述P型阱區(qū)的上表面設(shè)有兩個(gè)N型重?fù)诫s源極區(qū)和一個(gè)P型重?fù)诫s源極區(qū)，所述P型重?fù)诫s源極區(qū)設(shè)置在兩個(gè)N型重?fù)诫s源極區(qū)之間，且所述N型重?fù)诫s源極區(qū)和所述P型重?fù)诫s源極區(qū)彼此連接，在所述N型重?fù)诫s源極區(qū)和所述P型重?fù)诫s源極區(qū)的上表面設(shè)有NISI源極區(qū)，所述N型重?fù)诫s源極區(qū)的側(cè)邊與所述P型阱區(qū)的側(cè)邊設(shè)有間隔。

進(jìn)一步地，在兩個(gè)所述P型阱區(qū)和所述N型輕摻雜緩沖區(qū)的上表面設(shè)有高K絕緣層，所述高K絕緣層的兩個(gè)側(cè)邊設(shè)在靠近所述器件中心線的兩個(gè)所述N型重?fù)诫s源極區(qū)上，所述高K絕緣層的上表面設(shè)有所述柵極多晶硅區(qū)，所述柵極多晶硅區(qū)的上表面設(shè)有柵極電極，兩個(gè)所述N型重?fù)诫s源極區(qū)和一個(gè)所述P型重?fù)诫s源區(qū)的上表面設(shè)有所述源極電極。

進(jìn)一步地，所述N型輕摻雜緩沖區(qū)的厚度小于所述N型重?fù)诫s襯底的厚度。

進(jìn)一步地，所述N型輕摻雜緩沖區(qū)的厚度大于所述P型阱區(qū)的厚度。

進(jìn)一步地，所述高K絕緣層為一種單質(zhì)或者化合物的高K絕緣材料。

進(jìn)一步地，所述源極電極、柵極電極和漏極電極的材料為銅材料或者鋁材料。