[發明專利]一種TBO SG雙溝槽型SIC MOSFET元胞結構、器件及制造方法

在審

• 申請號: 202310792623.6
• 申請日: 2023-06-30
• 公開（公告）號: CN116666455A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李鎔碩;馬利奇;金秉燮;李旻姝;牛連瑞;洪吉文
• 申請（專利權）人: 浙江萃錦半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/16;H01L29/423;H01L29/49
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 孫艷敏

1.一種TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，包括SiC襯底(13)以及設置在所述SiC襯底(13)上的SiC外延層(1)，其特征在于，所述SiC外延層(1)上具有柵極溝槽(4)，所述柵極溝槽(4)底部設置有厚底氧化物層(7)，所述厚底氧化物層(7)上設置有第一多晶硅層(8)，所述第一多晶硅層(8)上設置有柵氧化膜(9)，所述柵氧化膜(9)上設置有第二多晶硅層(10)。

2.根據權利要求1所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述厚底氧化物層(7)為二氧化硅。

3.根據權利要求1所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述述柵極溝槽(4)的側壁設置有第一氧化層。

4.根據權利要求1所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述柵極溝槽(4)兩側的所述SiC外延層(1)上設置有源區溝槽(5)，所述源區溝槽(5)的底部與側壁設置有屏蔽結構層(6)，所述屏蔽結構層(6)表面覆蓋有第二氧化層。

5.根據權利要求4所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述柵極溝槽(4)與所述源區溝槽(5)之間的所述SiC外延層(1)上設置有基區(2)。

6.根據權利要求5所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述柵極溝槽(4)與所述源區溝槽(5)之間的所述基區(2)上設置有源區(3)。

7.根據權利要求6所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述第二多晶硅層(10)頂部設置有絕緣層(11)，所述絕緣層(11)由第三氧化層構成。

8.根據權利要求7所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述源區(3)、所述屏蔽結構層(6)以及所述絕緣層(11)表面覆蓋有金屬層(12)。

9.一種TBOSG雙溝槽型SICMOSFET器件，包括如權利要求1-8中任一所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構，其特征在于，所述TBOSG雙溝槽型SiCMOSFET器件由多個相同所述TBOSG雙溝槽型SiCMOSFET元胞結構周期性排列組成。

10.一種如權利要求1-8中任一所述的TBOSG雙溝槽型SICMOSFET元胞結構的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

SiC襯底(13)上外延生長SiC外延層(1)；

所述SiC外延層(1)上通過光刻、蝕刻、注入形成基區(2)；

所述基區(2)的所述SiC外延層(1)上通過光刻、蝕刻、注入形成源區(3)；

所述源區(3)的所述SiC外延層(1)上通過光刻、蝕刻、注入形成柵極溝槽(4)和源區溝槽(5)；

所述源區溝槽(5)的內側表面通過光刻、注入形成屏蔽區域層(6)；

所述屏蔽區域層(6)表面沉積覆蓋第二氧化層；

通過干法或濕法刻蝕去除所述柵極溝槽(4)底部和側壁沉積的第二氧化層，在所述柵極溝槽(4)側壁和底部依次生長第一氧化層和氮化物層；

通過干法或濕法刻蝕去除所述柵極溝槽(4)底部的氮化物層；

所述柵極溝槽(4)底部沉積第四氧化層與第一氧化層共同構成厚底氧化物層(7)結構；

通過干法或濕法刻蝕去除所述柵極溝槽(4)側壁最外側的第四氧化層和內部的氮化物層；

所述厚底氧化物層(7)結構的所述柵極溝槽(4)內沉積第一多晶硅層(8)，利用干法或濕法刻蝕去除所述柵極溝槽(4)側壁部分第一多晶硅層(8)，在所述柵極溝槽(4)側壁和所述第一多晶硅層(8)頂部生長柵氧化膜(9)；

所述柵極溝槽(4)內的所述柵氧化膜(9)上沉積第二多晶硅層(10)；

所述第二多晶硅層(10)頂部沉積第三氧化層形成絕緣層(11)；

所述源區(3)、所述屏蔽區域層(6)以及所述絕緣層(11)表面沉積金屬層(12)。