[發明專利]一種MOSFET結構及其制作方法

在審

• 申請號: 202211248859.5
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115458410A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 陳輝
• 申請（專利權）人: 杭州芯邁半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 丁俊萍

本申請提供一種MOSFET結構及其制作方法，該方法包括以下步驟：提供襯底，在襯底上自下而上依次形成漂移層、體區及源區；形成柵極溝槽、柵介質層及柵導電層；形成源極溝槽；形成肖特基金屬層；形成源極金屬層。本申請在漂移層的側壁及體區的側壁形成肖特基金屬層，肖特基金屬層與漂移層形成肖特基二極管，可以改善MOSFET結構的反向恢復特性，肖特基金屬層還與體區形成肖特基接觸，使得源區和體區存在勢壘差異(體區電位降低)，有助于抑制閂鎖效應，提升器件的雪崩能力。此外，由于體區的側壁全部被肖特基金屬層所覆蓋，本申請的MOSFET結構的制作方法無需分兩步分別在體區的側壁形成肖特基接觸和歐姆接觸，工藝步驟簡單。

技術領域

本申請屬于半導體技術領域，特別涉及一種MOSFET結構及其制作方法。

背景技術

碳化硅超結MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半場效晶體管)利用了電荷平衡技術，有助于進一步降低碳化硅MOS的電阻，但因超結反向耐壓時，大部分區域的電場大于垂直溝道雙擴散MOSFET(Vertical Double-diffusedMOSFET，簡稱VDMOS)的電場，導致體二極管由正向導通向反向耐壓轉變時，反向抽取時間較短，漂移區被迅速耗盡，使得其反向恢復特性很差。同時碳化硅體二極管正向導通容易引起“通電劣化”，造成器件特性退化。

發明內容

鑒于上述問題，本申請的目的在于提供一種MOSFET結構及其制作方法，用于解決現有技術中MOSFET結構的反向恢復特性較差，器件可靠性較低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本申請提供一種MOSFET結構的制作方法，包括以下步驟：

提供第一導電類型襯底，在襯底上自下而上依次形成第一導電類型漂移層、第二導電類型體區及第一導電類型源區，第一導電類型與第二導電類型相反；

形成柵極溝槽，柵極溝槽垂向貫穿源區及體區，并向下延伸至漂移層中；

依次形成柵介質層及柵導電層于柵極溝槽中；

形成源極溝槽，源極溝槽垂向貫穿源區及體區，并向下延伸至漂移層中，源極溝槽在水平方向上與柵極溝槽間隔設置；

形成肖特基金屬層于源極溝槽的側壁的預設區域，預設區域包括被源極溝槽顯露的漂移層的側壁及被源極溝槽顯露的體區的側壁；

形成源極金屬層，源極金屬層填充進源極溝槽中以與肖特基金屬層及源區電連接。

可選地，肖特基金屬層的頂端不低于源區的底端。

可選地，還包括以下步驟：于漂移層中形成第二導電類型柱，第二導電類型柱的底面高于漂移層的底面，其中，源極溝槽的形成順序后于第二導電類型柱的形成順序，源極溝槽貫穿第二導電類型柱的上部以使第二導電類型柱的頂面低于漂移層的頂面。

可選地，于漂移層中形成第二導電類型柱包括以下步驟：

形成柱區溝槽于漂移層中，柱區溝槽自漂移層的頂面開口并向下延伸，但未到達漂移層的底面；

形成第二導電類型材料層于柱區溝槽中以得到第二導電類型柱。

可選地，還包括以下步驟：形成第二導電類型摻雜層于漂移層中，第二導電類型摻雜層位于源極溝槽的底部下方并垂向貫穿第二導電類型柱的上部以使第二導電類型柱的頂面進一步降低，第二導電類型摻雜層的摻雜濃度高于第一導電類型柱的摻雜濃度。

可選地，還包括以下步驟：形成層間介質層于源區上，并形成垂向貫穿層間介質層的開口于層間介質層中，開口的底面顯露源區的一部分頂面，源極金屬層還填充進開口中與源區的靠近源極溝槽的一側的頂面接觸。

本申請還提供一種MOSFET結構，包括：