[發(fā)明專利]一種非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210586128.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN115148800A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊雨;田曉麗;劉新宇;白云;楊成樾;王二俊;湯益丹;陳宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L29/47
• 分類號(hào): H01L29/47;H01L29/06;H01L29/417;H01L29/739;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，包括：

集電極；

P型集電層，所述P型集電層設(shè)置在所述集電極的上表面；

N型漂移層，所述N型漂移層設(shè)置在所述P型集電層的上表面，所述N型漂移層上表面的表層設(shè)有彼此分離的第一P阱區(qū)和第二P阱區(qū)，所述第二P阱區(qū)上表面的淺表層設(shè)有P型倒摻雜接觸區(qū)和N型重?fù)诫s源區(qū)，所述P型倒摻雜接觸區(qū)和所述N型重?fù)诫s源區(qū)彼此接觸；

溝槽柵單元，所述溝槽柵單元設(shè)置在所述第一P阱區(qū)和所述第二P阱區(qū)之間并且與它們接觸，所述溝槽柵單元與所述N型重?fù)诫s源區(qū)接觸；

發(fā)射極，所述發(fā)射極覆蓋所述N型重?fù)诫s源區(qū)的上表面，與所述N型重?fù)诫s源區(qū)形成歐姆接觸；以及

金屬層，所述金屬層覆蓋所述第一P阱區(qū)與P型倒摻雜接觸區(qū)的上表面，并且覆蓋靠近所述第一P阱區(qū)的層間介質(zhì)層的部分上表面，其中所述金屬層與所述第一P阱區(qū)、P型倒摻雜接觸區(qū)形成肖特基接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，第一P阱區(qū)和第二P阱區(qū)的摻雜濃度相同，摻雜離子均優(yōu)選為Al離子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述肖特基接觸的勢(shì)壘高度為1.4-1.8eV。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述N型漂移層設(shè)有N型電流擴(kuò)展區(qū)，所述N型電流擴(kuò)展區(qū)設(shè)置在所述第一P阱區(qū)和第二P阱區(qū)的下表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述N型電流擴(kuò)展區(qū)的上表面設(shè)有臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，所述臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)包括第一側(cè)面、第一上表面、第二側(cè)面和第二上表面，所述溝槽柵單元覆蓋所述第一上表面和第二側(cè)面，所述第二上表面與所述第二P阱區(qū)接觸，所述第一側(cè)面設(shè)置在所述溝槽柵單元的下方居中位置處。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的最大寬度為小于或等于1.6μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的最大寬度范圍為1.4-1.6μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述第一P阱區(qū)的最大深度范圍為3-5μm，最大寬度范圍為2-5μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述溝槽柵單元包括：柵極；柵介質(zhì)層，覆蓋所述柵極的側(cè)壁和下表面；以及層間介質(zhì)層，覆蓋所述柵極的上表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求1 2所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，所述柵介質(zhì)層的厚度為50～60nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱溝槽柵SiC IGBT器件，其特征在于，

所述P型集電層的摻雜濃度為1×10¹⁹-5×10¹⁹cm^-3；

所述N型漂移層的摻雜濃度為2×10¹⁴-1×10¹⁵cm^-3；

所述N型電流擴(kuò)展區(qū)的摻雜濃度為6×10¹⁵-1.7×10¹⁶cm^-3。