[实用新型]具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件

说明书

技术领域

本实用新型属于高压半导体器件技术领域，尤其涉及一种具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件。 

背景技术

基于整个微电子领域的基石——硅材料的高压MOSFET半导体器件的研究应用半个多世纪以来，使高压半导体器件得到长足发展，极大地促进了电力电子技术的进步。20世纪80年代以来，硅材料本身的物理特性对硅基功率器件性能的限制被认识得越来越清晰，基硅高压MOSFET器件在导通压降与耐压之间存在严重矛盾，要进一步发展存在瓶颈。 

目前限制SiCMOSFET发展的主要因素是反型层迁移率过低，导致器件跨导、导通电阻等输出特性变差。据报道n沟SiCMOSFET的表面迁移率不到体迁移率的一半，这一点严重影响了SiCMOSFET的进一步发展。造成SiCMOS器件表面迁移率低的主要原因是：高密度的界面态电荷和非理想平面造成的表面粗糙。源漏区高掺杂的离子注入工艺是导致SiO₂/SiC界面不平整和界面态密度高的主要原因。SiC材料离子注入的工艺难度较大，离子注入后杂质需要在1600℃左右的高温下进行退火，注入及退火过程会在SiC表面及体内产生大量缺陷。注入在表面产生缺陷又会直接影响到栅氧化层的质量，导致SiO₂/SiC界面态密度增大。离子注入后的杂质在常温下不能完全离化，也会导致源漏区的电阻变大、跨导减小。另外，随着SiCMOSFET器件的耐压不断提高，该器件的终端会存在严重的电场集中问题。 

现有的SiCMOSFET存在反型层迁移率过低，导致器件跨导、导通电阻输出特性变差的问题。 

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件，旨在解决现有的SiCMOSFET存在反型层迁移率过低，导致器件跨导、导通电阻输出特性变差的问题。 

本实用新型实施例是这样实现的，一种具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件，该具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件包括：衬底和外延层；外延层设置在衬底的上面；外延层表面先后分别制备了多晶硅肖特基有源区和漏区，栅氧化层和栅极。 

进一步，外延层的厚度为2μm的掺硼外延层，硼的掺杂浓度为1.4×1016cm^-3。 

进一步，该具有场板终端保护的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件的单管栅长分别1.5μm，栅宽为30μm。 

进一步，室温下不同侧墙厚度对MOSFET器件特性的影响，小于0.12μm的侧墙使器件的饱和电流有减小，器件的跨导降低，侧墙大于0.12μm后，器件不能正常开启，饱和电流急剧减小，sidewall＝0.3μm时器件的饱和电流不到1μA/μm； 

表面反型后n型沟道和侧墙下的p型区形成pn结，沟道的打开寄希望于pn结空间电荷区的横向扩展，下式给出了pn结势垒宽度的表达式： 

xD=(VD-V)2ϵSiCq(1n+1NA)]]>

式中V_D为pn结的自建势，V表示加在pn结上的电压，n为沟道中的电子浓度，对于N沟MOSFET，源极接低电位，源端pn结反偏(V<0)，源漏电压增大pn结的势垒区变宽，所以在侧墙大于0.12μm后需要增大源漏电压器件才能开启。