[發明專利]一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法

在審

• 申請號: 202210936355.6
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115360096A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張瑜潔;李昀佶;單體瑋
• 申請（專利權）人: 泰科天潤半導體科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/16;H01L29/423
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王牌

本發明提供了一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法，在碳化硅襯底的漂移層上形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔對漂移層進行離子注入，形成第一基區、第二基區、第三基區以及第四基區；并形成源區；重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔氧化，形成第一柵介質隔離層以及第二柵介質隔離層；重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔淀積，第一源極金屬層、第二源極金屬層、第一柵極金屬層、第二柵極金屬層以及源極異質結；清除所有阻擋層，并在碳化硅襯底上淀積金屬，形成漏極金屬層；使得MOSFET的電流分布在器件左右兩個，避免電流集中，減少器件熱管理問題，提高器件可靠性。

技術領域

本發明涉及一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法。

背景技術

SiC器件碳化硅(SiC)材料因其優越的物理特性，廣泛受到人們的關注和研究。其高溫大功率電子器件具備輸入阻抗高、開關速度快、工作頻率高、耐高溫高壓等優點，在開關穩壓電源、高頻加熱、汽車電子以及功率放大器等方面取得了廣泛應用。

然而由于SiC卓越的材料特性，器件的電流密度越來越高，其對于器件內部的熱分布有了新的要求，這就要求器件中電流通道分布更均勻，熱集中更少，散熱更快。與此同時，MOSFET的寄生體二極管損耗是縱向器件不可避免的一個問題，如何降低體二極管導通壓降，抑制雙極效應是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法，使得MOSFET的電流分布在器件左右兩個，避免電流集中，減少器件熱管理問題，提高器件可靠性。

本發明是這樣實現的：一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法，具體包括如下步驟：

步驟1、在碳化硅襯底的漂移層上形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔對漂移層進行離子注入，形成第一基區、第二基區、第三基區以及第四基區；

步驟2、在漂移層上重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔對所述第一基區、第二基區、第三基區以及第四基區進行離子注入，形成源區；

步驟3、重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔氧化，形成第一柵介質隔離層以及第二柵介質隔離層；

步驟4、重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔在源區上淀積金屬，形成第一源極金屬層以及第二源極金屬層；

步驟5、重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔在柵介質隔離層上淀積金屬，形成第一柵極金屬層以及第二柵極金屬層；

步驟6、重新形成阻擋層，并對阻擋層蝕刻形成通孔，通過通孔淀積，形成源極異質結；

步驟7、清除所有阻擋層，并在碳化硅襯底上淀積金屬，形成漏極金屬層。

進一步地，所述第一基區、第二基區、第三基區以及第四基區均為P型。

本發明的優點在于：

一、采用了左右對稱的元胞結構，每個元胞結構有兩個柵，每個柵有兩個源極；兩個柵可以分別構成兩個導電溝道，使得MOSFET的電流分布在器件左右兩個，避免電流集中，減少器件熱管理問題，提高器件可靠性；

二、在兩個柵結構的中間有一個異質結，該異質結構成了源極到漏極的異質結二極管，可以將SiC本身材料的體二極管導通壓降降低，降低體二極管導通損耗；且該異質二極管只有一種載流子，消除了傳統MOSFET的雙極退化效應。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法流程圖一。

圖2是本發明一種集成異質結二極管的平面柵碳化硅MOSFET的制造方法流程圖二。