[發明專利]一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構

在審

• 申請號: 202111402859.1
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114203821A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 周新田;張仕達;賈云鵬;胡冬青;吳郁
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，其特征在于，包括：

N-漂移區(3)；

N+漏極區(2)，位于所述N-漂移區(3)的下表面；

漏極金屬層(1)，位于所述N+漏極區(2)的下表面；

電流擴展層CSL分為左中右三部分，左側電流擴展層CSL(7-1)、中部電流擴展層CSL(7-2)、右側電流擴展層CSL(7-3)，均位于所述N-漂移區(3)的上表面；

P-base區分為左中右三部分，左側P-base區(5-1)、中部P-base區(5-2)、右側P-base區(5-3)，左側P-base區(5-1)位于所述左側電流擴展層CSL(7-1)上表面，中部P-base區(5-2)位于所述中部電流擴展層CSL(7-2)上表面，右側P-base區(5-3)位于所述左側電流擴展層CSL(7-3)上表面。

N-source區分為四部分，最左側N-source區(9-1)、中左側N-source區(9-2)、中右側N-source區(9-3)、最右側N-source區(9-4)，最左側N-source區(9-1)位于所述左側P-base區(5-1)的上表面，中左側N-source區(9-2)和中右側N-source區(9-3)均位于所述中部P-base區(5-2)的上表面，最右側N-source區(9-4)位于所述右側P-base區(5-3)的上表面；

P-plus區分為三部分，左側P-plus區(8-1)、中部P-plus區(8-2)、右側P-plus區(8-3)，左側P-plus區(8-1)位于所述左側P-base區(5-1)的上表面，所述最左側N-source區(9-1)的左側，中部P-plus區(8-2)位于所述中部P-base區(5-2)的上表面，所述中左側N-source區(9-2)和中右側N-source區(9-3)的中間，右側P-plus區(8-3)位于所述右側P-base區(5-3)的上表面，所述最右側N-source區(9-4)的右側；

多晶硅柵(6)；

多晶硅源(13)，位于所述中部P-base區(5-2)、中部電流擴展層CSL(7-2)的右側，所述右側P-base區(5-3)、右側電流擴展層CSL(7-3)的左側；

柵氧(11)，位于所述多晶硅柵(6)的左側、右側以及下表面；

P-shielding區分為兩部分，左側P-shielding區(4-1)、右側P-shielding區(4-2)，左側P-shielding區(4-1)位于所述N-漂移區(3)的上表面，所述柵氧(11)的下表面，右側P-shielding區(4-1)位于所述多晶硅源(13)的下表面，所述N-漂移區(3)的上表面，且各部分P-shielding區均接地；

隔離氧(10)，于所述部分最左側N-source區(9-1)、多晶硅柵(6)、部分中左側N-source區(9-2)的上表面；

源極金屬層(12)，位于所述左側P-plus區(8-1)、部分最左側N-source區(9-1)、隔離氧(10)、部分中左側N-source區(9-2)、中部P-plus區(8-2)、右側P-plus區(8-3)、中右側N-source區(9-3)、多晶硅源(13)、最右側N-source區(9-4)的上表面；

多晶硅源(13)和N-漂移區(3)接觸形成異質結，多晶硅源為異質結陽極，N-漂移區為異質結陰極。

2.按照權利要求1所述的一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，其特征在于，所述柵氧厚度為40nm～150nm。

3.按照權利要求1所述的一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，其特征在于，所述多晶硅柵和多晶硅源的材料均為多晶硅，該多晶硅為N型摻雜，摻雜元素為磷元素，摻雜濃度為1×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3。

4.按照權利要求1所述的一種內置異質結二極管的SiC溝槽型MOSFET結構，其特征在于，所述電流擴展層CSL為SiC，摻雜類型為N型外延摻雜，摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3，厚度為1～5μm。