[發(fā)明專利]碳化硅MOSFET器件及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210484974.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114883412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/06;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 姚璐華

1.一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，包括：

碳化外延層，所述碳化外延層具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面之間具有掩埋層；所述第一表面包括柵極區(qū)域以及位于所述柵極區(qū)域兩側(cè)的源極區(qū)域；

位于所述柵極區(qū)域的第一溝槽以及位于所述第一溝槽內(nèi)的溝槽柵極；所述第一溝槽位于所述掩埋層背離所述第二表面的一側(cè)，且與所述掩埋層之間具有間距；

位于所述源極區(qū)域內(nèi)的第二溝槽以及位于所述第二溝槽內(nèi)的溝槽源極；

第一耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)，位于所述第一溝槽底部的碳化硅外延層內(nèi)，且與所述掩埋層具有間距；

第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)，位于所述第二溝槽表面的碳化硅外延層內(nèi)，且與所述掩埋層接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述掩埋層內(nèi)具有基于所述第一溝槽形成的第一離子注入?yún)^(qū)；該第一離子注入?yún)^(qū)穿透所述掩埋層，且與所述第一耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)之間具有間距。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第一溝槽為單級(jí)溝槽，所述第一離子注入?yún)^(qū)的寬度小于所述單級(jí)溝槽的寬度；

所述第一耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)的寬度小于所述單級(jí)溝槽的寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第一溝槽的深度小于所述第二溝槽的深度；

所述第一溝槽與所述第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)之間具有阱區(qū)，所述阱區(qū)的深度小于所述第一溝槽的深度；

其中，所述阱區(qū)背離所述第二表面一側(cè)的碳化硅外延層為與所述阱區(qū)摻雜類型相反的第二離子注入?yún)^(qū)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第二溝槽為多級(jí)臺(tái)階溝槽；

其中，所述第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)為基于所述多級(jí)臺(tái)階溝槽形成的第三離子注入?yún)^(qū)，該第三離子注入?yún)^(qū)位于所述多級(jí)溝槽的底部、各級(jí)溝槽側(cè)壁、以及相鄰兩級(jí)溝槽之間臺(tái)階的碳化硅外延層內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第二溝槽的底部位于掩埋層背離所述第二表面的一側(cè)，且與所述掩埋層具有間距；

所述第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)的至少部分位于所述掩埋層內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第二溝槽的至少部分位于所述掩埋層內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述溝槽柵極包括填充在所述第一溝槽內(nèi)的多晶硅，該多晶硅表面上設(shè)置有金屬柵極；

所述溝槽源極包括填充在所述第二溝槽內(nèi)的多晶硅，該多晶硅表面上設(shè)置有金屬源極；

所述第一溝槽及其內(nèi)填充的多晶硅之間、所述第二溝槽及其內(nèi)填充的多晶硅之間具有絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層還覆蓋所述第一表面；

覆蓋所述第一表面的絕緣介質(zhì)層具有露出部分所述第一表面的開(kāi)口，用于設(shè)置歐姆接觸層，所述金屬源極覆蓋所述歐姆接觸層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，具有與所述第二表面相對(duì)設(shè)置的碳化硅基底，所述碳化硅基底背離所述碳化外延層的一側(cè)設(shè)置有金屬漏極。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述碳化硅MOSFET器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供外延片，所述外延片包括碳化外延層，所述碳化外延層具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面之間具有掩埋層；所述第一表面包括柵極區(qū)域以及位于所述柵極區(qū)域兩側(cè)的源極區(qū)域；

在所述柵極區(qū)域形成第一溝槽，在所述源極區(qū)域形成第二溝槽；所述第一溝槽位于所述掩埋層背離所述第二表面的一側(cè)，且與所述掩埋層之間具有間距；

基于所述第一溝槽，在所述碳化硅外延層內(nèi)形成所述第一耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)，基于所述第二溝槽，在所述碳化硅外延層內(nèi)形成所述第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)；所述第一耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)與所述掩埋層具有間距；所述第二耐壓掩蔽結(jié)構(gòu)與所述掩埋層接觸；

在所述第一溝槽內(nèi)形成溝槽柵極，在所述第二溝槽內(nèi)形成溝槽源極。