[發明專利]一種高閾值SiC MOSFET器件和制備方法

在審

• 申請號: 202211297926.2
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115579380A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 楊玉珍;張永利;秦鵬海;王進林
• 申請（專利權）人: 深圳佳恩功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 劉丹

1.一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，包括襯底，所述襯底上自下而上依次設有外延層、保護區和漂移層，所述漂移層上設有相對的P+摻雜區，每個所述P+摻雜區內均設有N+摻雜區，所述P+摻雜區和所述N+摻雜區上設有P阱區，且所述P阱區底部的部分厚度嵌入所述P+摻雜區和所述N+摻雜區內，兩個所述N+摻雜區之間設有柵介質層，所述柵介質層上自下而上依次設有氧化層和多晶硅層，在所述P阱區和所述絕緣層上設有源級金屬層。

2.根據權利要求1所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述保護區包括自下而上依次設置的第一保護層、第二保護層、第三保護層、第四保護層和第五保護層。

3.根據權利要求2所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述第一保護層、所述第二保護層、所述第三保護層、所述第四保護層和所述第五保護層的厚度依次呈倍數遞減。

4.根據權利要求3所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述第一保護層的厚度范圍為1400～2000埃，所述第二保護層的厚度范圍為700～1000埃，所述第三保護層的厚度范圍為350～500埃，所述第四保護層的厚度范圍為175～250埃，所述第五保護層的厚度范圍為87.5～125埃。

5.根據權利要求2～4任一項所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述第一保護層、所述第二保護層、所述第三保護層、所述第四保護層和所述第五保護層的摻雜材料為人工晶體或琥珀中的一種。

6.根據權利要求1所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述氧化層內設有相對的多晶硅層。

7.根據權利要求6所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述多晶硅層的摻雜濃度范圍為1×10¹³cm^-3～2×10¹³cm^-3。

8.根據權利要求7所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，所述多晶硅層的厚度濃度范圍為500～700埃。

9.一種高閾值SiCMOSFET器件的制備方法，應用于權利要求1～8任一項所述的一種高閾值SiCMOSFET器件，其特征在于，包括以下步驟：

S1，提供一襯底，并在襯底上通過化學氣相淀積法制作外延層；

S2，在外延層上通過化學氣相淀積法依次制作第一保護層、第二保護層、第三保護層、第四保護層和第五保護層；

S3，在外延層上通過化學氣相淀積法制作漂移層；

S4，在漂移層上通過研磨、化學機械拋光及等離子體刻蝕法刻蝕出第一刻蝕槽；

S5，在第一刻蝕槽通過高溫離子注入結合高溫退火法制作P+摻雜區；

S6，在P+摻雜區通過研磨、化學機械拋光及等離子體刻蝕法分別刻蝕出第二刻蝕槽和第三刻蝕槽；

S7，在第二刻蝕槽內通過高溫離子注入結合高溫退火法制作N+源區，并在第三刻蝕槽通過化學氣相淀積法制作P阱區；

S8，在兩個P阱區之間通過高溫離子注入結合高溫退火法制作柵介質層；

S10，在柵介質層上通過化學氣相淀積法制作多晶硅層；

S11，在多晶硅層通過研磨、化學機械拋光及等離子體刻蝕法刻蝕出第四刻蝕槽；

S12，在第四刻蝕槽內通過高溫離子注入結合高溫退火法制作絕緣層，并通過化學氣相淀積法填補多晶硅層的缺口；

S13，在P阱區和絕緣層通過電子束蒸發法制作形成源級金屬層。