CN119497414A 一种碳化硅mosfet器件及其制备方法 （西安龙飞电气技术有限公司）

区凤城十二路1号西安关中综合保税本发明提供一种碳化硅MOSFET器件及其制期性排列的第二N型掺杂区接触。可保护栅氧化2所述碳化硅结构的顶层区域设置有周期性排列的第一周期性结构和第二周期性结构，栅极沟槽从所述N+型第二源区的上表面中间区域向下延伸，并依次贯穿所述N3.根据权利要求2所述的碳化硅MOSFET器型掺杂区的一侧，与所述N+型第一源区远离所述第一N型掺杂区的一侧重叠并接触所述源所述源极金属还设置于所述层间绝缘介质之上，并通过所述等于所述N型第二碳化硅外延层与所述第一P型掺杂区的深度之和，所述源极沟槽的深度小于或等于所述N型第二碳化硅外延层与所述第二P型掺杂7.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其8.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，9.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET器件，其3在所述N型第一碳化硅外延层上淀积氧化层，在两侧的第一P型掺杂区之间形成第一N型掺杂区，在所述两侧的第一P型掺杂区内形在所述N型第二碳化硅外延层上淀积所述氧化层，通过在两侧的P型体区中顶层区域内的边缘区域形成N+型第二源区，所述边缘区域为靠近所述N型第二碳化硅外延层中心的区域；在所述N型第二碳化硅外延层上淀积所述氧化层，通过所述光刻工艺和所述刻蚀工N型第二碳化硅外延层下端并延伸至所述第一P型掺杂区和所述第二P型掺杂区内；通过离子注入在两侧的源极沟槽的外侧形成P型源区，且每个源极沟述每个源极沟槽一侧为靠近所述第一N型掺杂在所述源极沟槽的内部及所述层间绝缘介质上形成源极金属4[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅金属_氧化物半导体场效应晶热导率等优点，在电力电子器件领域具有极大的材料优势。沟槽型碳化硅MOSFET与平面垂直双扩散金属氧化物半导体（VerticalDouble_diffusedMetal_Oxide_Semiconductor，VDMOS）器件相比，导电沟道位于垂直方向，消除了VDMOS的寄生结型场效应晶体管通时，P+屏蔽区和N型外延层会形成耗尽区，极大地缩小了电子电流的流通路径，增加了碳化硅结构的顶层区域设置有周期性排列的第一周期性结构和第二周期性结构，碳化硅外延层下端并延伸至第一P型掺杂区和第二P型掺杂区内，源极沟槽的外侧设置有P栅极沟槽从N+型第二源区的上表面中间区域向下延伸，并依次贯穿N+型第二源5在两侧的第一P型掺杂区之间形成第一N型掺杂区，在两侧的第一P型掺杂区内形硅外延层到第一P型掺杂区和第二P型掺杂区[0007]相较于现有技术，本发明提供的一种碳化硅MOSFET器件及其制备方法，碳化硅MOSFET器件包括从下到上依次设置的碳化硅结构、N一型第二碳化硅外延层和层间绝缘介6[0008]通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目图2示意性地示出了沿AA方向切割的碳化图3示意性地示出了沿AB方向切割的碳化图4示意性地示出了沿AA方向切割的碳化硅MOSFET器件在正向导通状态下的电流图5示意性地示出了沿AB方向切割的碳化硅MOSFET器件在正向导通状态下的电流图10示意性地示出了形成第一N型掺杂区和N+型第一源区后当前器件的剖面结构7碳化硅结构1的顶层区域内设置有周期性排列的第一周期性结构2和第二周期性[0013]具体的，第一周期性结构2中的第一N型掺杂区201和N+型第一源区202周期性排[0014]本发明实施例通过在栅极沟槽9中的栅氧化层10下面引入周期变化的第一P型掺杂区203和第一N型掺杂区201，或者引入周期变化的第二P型掺杂区302和第二N型掺杂区8[0017]具体的，第一N型掺杂区201设置在第一P型掺杂区203的中间栅极沟槽9两侧的部分栅氧化层10与远离P型源区8两侧的N+型第[0018]在本实施例中，N+型第一源区202的上表面到第一P型掺杂区203的上表面的距离[0019]具体的，将N+型第一源区202的上表面到第一P型掺杂区203的上表面的距离设置MOSFET器件的电流路经，不受包含第二周期性结构3的碳化硅MOSFET器件的电流路经的干[0021]在本实施例中，源极沟槽7的深度小于或等于N_型第二碳化硅外延层4与第一P型[0023]在本实施例中，第一P型掺杂区203和第二P型掺杂区302的掺杂离子均包括铝离[0024]在本实施例中，第一N型掺杂区201和第二N型掺杂区301的掺杂离子均包括氮离[0025]具体的，图2示意性地示出了沿AA方向切割的碳化硅MOSFET器件的剖面结构示意地示出了沿AB方向切割的碳化硅MOSFET器件的剖面结构示意图，沿AB方向切割的碳化硅[0026]沿AA方向切割的碳化硅MOSFET器件中第一P型掺杂区203和第一N型掺杂区201保护栅氧化层10；沿AB方向切割的碳化硅MOSFET器件中第二P型掺杂区302和第二N型掺杂区9层10长时间工作的安全电场强度要在3MV/cm以下。本发明实施例提出的碳化硅MOSFET器区201和N型第一碳化硅外延层102耗尽以保护栅极沟槽9的栅氧化层10，沿AB方向切割的外延层102耗尽以保护栅极沟槽9的栅氧硅MOSFET器件电流流通路径的设计，具体设计周期性变换的横向电流路径和纵向电流路[0031]图5示意性地示出了沿AB方向切割的碳化硅MOSFET器件在正向导通状态下的电流[0032]图6示意性地示出了第一周期性结构2和第二周期性结构3的周期性排布俯视图，301的宽度C2相等，第一N型掺杂区201的长度C1和第二N型掺杂区301的宽度C2均为1.5~[0033]基于上述图1的实现方式可以看出，本发明实施例的碳化硅MOSFET器件包括从下顶层区域设置有周期性排列的第一周期性结构2和第二周期性结构3，第一周期性结构2包选取N+型碳化硅衬底101作为高浓度N型漏极，N+型碳化硅衬底101的材料可以是4H一SiC、[0041]具体的，图10示意性地示出了形成第一N型掺杂区201和N+型第一源区202后当前得到如图10所示的包含第一N型掺杂区201和N+型第一源区202的第一当P型体区5中顶层区域内的边缘区域形成N4下端并延伸至第一P型掺杂区203和第二P型槽7的器件结构。件表面的二氧化硅后得到如图14所示的源极沟槽7填充二氧化硅的器场击穿的技术问题。本发明的碳化硅MOSFET器件不仅解决了栅氧化层10的电场过高的问化硅MOSFET器件实施例的描述是类似的，具有同碳化硅MOSFET器件实施例相似的有益效参照本发明碳化硅MOSFET器件实施例