[發明專利]一種耐高壓碳化硅器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202210323319.2
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114420761B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王中健;曹遠迎
• 申請（專利權）人: 成都功成半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 董斌

1.一種耐高壓碳化硅器件，包括：碳化硅襯底（101）、設置在碳化硅襯底（101）上的碳化硅外延層（102）和設置在碳化硅襯底（101）背面的漏極金屬電極（112），其特征在于，碳化硅外延層（102）上依次設有阻斷注入區（104）和源極注入區（103）；碳化硅外延層（102）上刻蝕有多個第一溝槽（114）和第二溝槽（115）；

第一溝槽（114）底部設有柵極保護區（106），第一溝槽（114）表面生長有氧化層（108），氧化層（108）上設有柵極多晶硅電極（109），柵極多晶硅電極（109）上方覆蓋有絕緣層（110）；

第二溝槽（115）底部設有耐壓注入區（105），第二溝槽（115）設有多晶硅填充物（107）；

源極注入區（103）和絕緣層（110）上覆蓋有源極金屬電極（111）；

所述碳化硅襯底（101）、碳化硅外延層（102）、源極注入區（103）、柵極多晶硅電極（109）的摻雜類型為第一導電類型，所述阻斷注入區（104）、耐壓注入區（105）、柵極保護區（106）、多晶硅填充物（107）的摻雜類型為第二導電類型。

2.根據權利要求1所述的一種耐高壓碳化硅器件，其特征在于，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

3.根據權利要求1所述的一種耐高壓碳化硅器件，其特征在于，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

4.一種如權利要求1所述的耐高壓碳化硅器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，在碳化硅襯底（101）上外延生長形成碳化硅外延層（102）；

S2，在碳化硅外延層（102）上通過離子注入形成阻斷注入區（104）；

S3，在碳化硅外延層（102）上通過離子注入形成源極注入區（103）；

S4，在碳化硅外延層（102）上表面通過介質薄膜沉積、光刻和刻蝕，形成圖形化掩膜氧化層（113），并通過刻蝕工藝分別形成第一溝槽（114）和第二溝槽（115）；

S5，基于S4的掩膜氧化層（113），通過離子注入工藝形成耐壓注入區（105）與柵極保護區（106）；

S6，通過掩膜工藝，向第二溝槽（115）中沉積多晶硅填充物（107）；

S7，在第一溝槽（114）熱氧生長形成柵極氧化層（108），并沉積填充形成柵極多晶硅電極（109）；之后在柵極多晶硅電極（109）上表面進行絕緣介質薄膜沉積、光刻和刻蝕，形成柵源隔離絕緣層（110）；

S8，在碳化硅外延層（102）上表面通過歐姆接觸方式形成源極金屬電極（111），在碳化硅外延層（102）背面通過歐姆接觸方式形成漏極金屬電極（112），并進行高溫退火。

5.根據權利要求4所述的耐高壓碳化硅器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S2為：在碳化硅外延層（102）上通過鋁離子或硼離子注入形成P型阻斷注入區（104），阻斷注入區（104）的摻雜濃度為5×10¹⁵ cm^-3～5×10¹⁷ cm^-3。

6.根據權利要求5所述的耐高壓碳化硅器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S3為：在碳化硅外延層（102）上通過氮或磷離子注入形成N型源極注入區（103），源極注入區（103）的摻雜濃度為5×10¹⁶ cm^-3～1×10¹⁸ cm^-3。

7.根據權利要求4所述的耐高壓碳化硅器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S2為：在碳化硅外延層（102）上通過氮或磷離子注入形成N型阻斷注入區（104），阻斷注入區（104）的摻雜濃度為5×10¹⁵ cm^-3～5×10¹⁷ cm^-3。