[發(fā)明專利]一種三柵Ga2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110759590.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113555442A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李京波;王小周;趙艷;齊紅基;曹茗杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江芯國半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/423;H01L21/34
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

本發(fā)明公開了一種三柵Ga₂O₃橫向MOSFET功率器件及其制備方法，所述器件包括Ga₂O₃襯底、Ga₂O₃外延層、兩個P型阱區(qū)、P型控制區(qū)、n+型源區(qū)、溝道區(qū)、柵極、源極和漏極，其中，Ga₂O₃襯底上開設(shè)有襯底凹槽，Ga₂O₃外延層設(shè)置在襯底凹槽中；兩個P型阱區(qū)和P型控制區(qū)分別設(shè)置在Ga₂O₃外延層的上表面，且P型控制區(qū)設(shè)置在兩個P型阱區(qū)之間，n+型源區(qū)和溝道區(qū)間隔分布在P型阱區(qū)的上表面；柵極包括頂柵和兩個側(cè)柵，兩個側(cè)柵分別設(shè)置在溝道區(qū)的兩側(cè)，頂柵設(shè)置在溝道區(qū)的上方，頂柵兩端分別與兩個側(cè)柵接觸；漏極設(shè)置于Ga₂O₃襯底的下表面，源極覆蓋于整個器件的上表面。本發(fā)明采用重?fù)诫sN型Ga₂O₃作為襯底，具有較好的熱穩(wěn)定性，可以顯著提升器件承受的功率和運行的溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三柵Ga₂O₃橫向MOSFET功率器件及其制備方法。

背景技術(shù)

SiC以其優(yōu)良的物理化學(xué)特性和電學(xué)特性成為制造高溫、大功率電子器件的一種最有優(yōu)勢的半導(dǎo)體材料，并且具有遠(yuǎn)大于Si材料的功率器件品質(zhì)因子。SiC功率器件金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)的研發(fā)始于20世紀(jì)90年代，其具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、耐高溫高壓等一系列優(yōu)點，已在開關(guān)穩(wěn)壓電源、高頻加熱、汽車電子以及功率放大器等方面取得了廣泛的應(yīng)用。

為了實現(xiàn)較高的應(yīng)用可靠性，從器件技術(shù)角度，SiC材料具有缺陷較多、溝道遷移率較低、成本較高等技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)問題，導(dǎo)致嚴(yán)重制約著SiC功率器件的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種三柵Ga₂O₃橫向MOSFET功率器件及其制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明的一個方面提供了一種三柵Ga₂O₃橫向MOSFET功率器件，包括Ga₂O₃襯底、Ga₂O₃外延層、兩個P型阱區(qū)、P型控制區(qū)、n+型源區(qū)、溝道區(qū)、柵極、源極和漏極，其中，

所述Ga₂O₃襯底上開設(shè)有襯底凹槽，所述Ga₂O₃外延層設(shè)置在所述襯底凹槽中；

所述兩個P型阱區(qū)和P型控制區(qū)分別設(shè)置在所述Ga₂O₃外延層的上表面，且所述P型控制區(qū)設(shè)置在所述兩個P型阱區(qū)之間，所述n+型源區(qū)和所述溝道區(qū)間隔分布在所述P型阱區(qū)的上表面；

所述柵極包括頂柵和兩個側(cè)柵，兩個側(cè)柵分別設(shè)置在所述溝道區(qū)的兩側(cè)，所述頂柵設(shè)置在所述溝道區(qū)的上方，所述頂柵的兩端下表面分別與兩個側(cè)柵的上表面接觸，所述溝道區(qū)通過高k介質(zhì)層與所述頂柵和所述兩個側(cè)柵間隔，所述兩個側(cè)柵的外側(cè)分別設(shè)置有所述高k介質(zhì)層以與所述n+型源區(qū)或所述Ga₂O₃外延層間隔開；

所述漏極設(shè)置于所述Ga₂O₃襯底的下表面，且所述漏極與所述Ga₂O₃襯底之間還包括歐姆接觸金屬層，所述源極覆蓋于整個器件的上表面且通過所述高k介質(zhì)層與所述柵極間隔開。