[發明專利]一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件及制備方法

在審

• 申請號: 202210358599.0
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114744021A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王穎;沈培;包夢恬;曹菲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件，其特征在于：在傳統全超結SiC槽柵MOSFET器件上，使用n型柱包裹側壁p型柱構成一種側壁超結電場。

2.根據權利要求1所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：

1)首先在n型4H-SiC材料襯底上依次生長n型4H-SiC外延層n1與n2，其中n2的摻雜濃度大于n1；

2)通過在SF6/O2氣體環境中使用電感耦合等離子體刻蝕，在n2外延層上形成深條紋溝槽，構成一定厚度的n型柱；

3)采用溝槽填充外延生長方法制備p型柱；

4)外延生長后，通過研磨和拋光將外延生長的晶片減薄至外延晶片初始厚度，使晶片表面變平；

5)然后在表面平坦的晶片上生長一層電流擴散層；電流擴散層形成后，制造一定尺寸的掩膜版對NCSL進行掩膜，并在掩膜版兩邊通過離子注入的形式生成兩側p+-SiC埋層區域；

6)移除掩膜版，再生長一層p型4H-SiC，形成p-body區；p-body區形成后，通過離子注入的方式形成n+-SiC源區，然后使用之前相同尺寸的掩膜版擋住一定的n+-SiC源區，并在掩膜版兩邊再通過離子注入的形式生成兩側p+-SiC區域；

7)在器件結構中間蝕刻一定寬度的深槽，并使得該槽的深度一定要穿過NCSL區達到n型漂移區中一定深度，并在深槽底部進行離子注入的方式形成p+-SiC區；

對深槽側壁和底部進行干氧氧化，形成側壁厚度為50nm的氧化層；然后，用n+-polySi材料填滿器件的槽柵，作為器件的柵電極；之后，進行器件表面氧化，形成氧化層進行隔離；然后在器件表面兩端蝕刻部分氧化層到p+和n+表面；之后，在器件上表面和背面淀積金屬材料制造器件的源電極和漏電極。

3.根據權利要求2所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：

所述的n型柱的摻雜濃度為6.0×10¹⁶cm^-3，側邊厚度為24.0μm。

4.根據權利要求2所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述的n型柱的摻雜濃度為6.0×10¹⁶cm^-3，底部包裹厚度為1.0μm。

5.根據權利要求2所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述的p型柱的摻雜濃度為2.0×10¹⁶cm^-3，厚度為24.0μm。

6.根據權利要求2所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述的電流擴散層摻雜濃度為4.0×10¹⁶cm^-3，厚度為1.7μm。

7.根據權利要求2所述的一種碳化硅槽柵功率MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述的p+-SiC埋層的摻雜濃度為1.0×10¹⁸cm^-3，厚度為1.7μm。