[发明专利]碳化硅半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体器件，其特征在于，由多个元胞并联形成，各所述元胞结构包括：

一p+衬底；

一外延层，位于所述p+衬底之上；

两个离子注入的n势垒区，分别叠置于所述外延层上两侧；

两个离子注入的p+屏蔽区，分别位于各所述n势垒区的两端，且所述p+屏蔽区之间的距离大于所述n势垒区之间的距离；

两个n+源区，分别叠置在各所述p+屏蔽区之上；

两个p+基区，分别位于所述p+屏蔽区的两侧，与各所述p+屏蔽区相邻；

一集电极层，位于所述p+衬底之下；

两个发射极，分别位于各所述p+基区和各n+源区之上；

一栅氧化层，位于所述两个n+源区之上；

一栅电极，位于所述栅氧化层之上。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述n势垒区的注入离子为氮或者磷，注入离子的掺杂浓度为5×10¹⁶cm^-3～3×10¹⁷cm^-3。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，两个所述n势垒区的间距为1μm～8μm。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述p+屏蔽区的注入离子为铝或者硼，注入离子的掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，两个所述p+屏蔽区的间距为8μm～16μm。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述外延层包括：n缓冲层和n-漂移区，所述n缓冲层位于所述p+衬底上方，n-漂移区位于n缓冲层上方；所述n缓冲层厚度为1μm～5μm，注入离子包括氮或者磷，注入离子的掺杂浓度为5×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁸cm^-3；n-漂移区厚度大于100μm，注入离子包括氮或者磷，注入离子的掺杂浓度小于5×10¹⁴cm^-3。

7.一种碳化硅半导体器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在p+衬底上生长外延层；

S2、在所述外延层上通过离子注入在外延层两侧形成n势垒区；

S3、在各所述n势垒区的两侧通过离子注入形成p+屏蔽区，所述p+屏蔽区之间的距离大于所述n势垒区之间的距离；

S4、在各所述p+屏蔽区上通过离子注入形成n+源区；

S5、在各n+源区的两侧通过离子注入形成p+基区，所述p+基区与各所述n+源区相邻；

步骤S5之后还包括：

S61、在所述n+源区上通过生长栅氧化层；

S62、在所述栅氧化层两侧生长发射极；

S63、在所述栅氧化层上生长栅电极；

S64、在所述p+衬底下方生长集电极层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2～S5中离子注入后均退火激活，且退火激活的温度均为1500℃以上。