[发明专利]一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET的单胞结构及制备方法在审

申请号：	201810633254.5	申请日：	2018-06-20
公开（公告）号：	CN109103237A	公开（公告）日：	2018-12-28
发明（设计）人：	杨同同;柏松	申请（专利权）人：	中国电子科技集团公司第五十五研究所
主分类号：	H01L29/06	分类号：	H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
代理公司：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204	代理人：	吴海燕
地址：	210016 江苏***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	导电类型外延层第一导电类型碳化硅MOSFET 单胞结构阱区域制备第一导电类型区域重掺杂区域导电类型导通特性提升器件抑制器件影响器件源区域电阻栅氧生长引入
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【说明书】：

本发明公开了一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET的单胞结构及制备方法，包括第二导电类型外延层，第二导电类型外延层两肩依次生长第一导电类型阱区域，第二导电类型源区域和第一导电类型重掺杂区域，两个阱区域中间引入第一导电类型区域；可以在增加JFET宽度的同时抑制器件栅氧内的电场强度，从而在不影响器件阻断的条件下，增加JFET区域的宽度，降低JFET区域的电阻，提升器件的导通特性。

技术领域

本发明涉及功率半导体领域，尤其涉及一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET的单胞结构及制备方法。

背景技术

碳化硅MOSFET在高压高温等应用环境中，有很大的应用潜力，这主要得益于碳化硅材料大禁带宽度，高击穿电场和高热导率。目前碳化硅MOSFET器件存在严重的栅氧可靠性问题，为了改善器件的可靠性，必须抑制碳化硅MOSFET器件栅氧内的电场强度。

为了提升碳化硅MOSFET器件的正向导通特性，通常希望能够增加JFET区域的宽度，降低JFET区域的电阻。但是JFET宽度的增加，会使得相邻P阱对栅氧电场抑制能力减弱，从而又引起栅氧可靠性问题。因此JFET的宽度必须在正向导通特性和栅氧可靠性问题之间做一个折中。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET的单胞结构及制备方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET的单胞结构，包括第二导电类型外延层，第二导电类型外延层两肩依次生长第一导电类型阱区域，第二导电类型源区域和第一导电类型重掺杂区域，两个阱区域中间引入第一导电类型区域；器件上方中间依次制备栅氧化层和栅电极，上方两端设置源电极，再在上方覆盖钝化保护介质，器件底部设置漏电极。

所述第一导电类型区域可以是一层结构也可以是多层结构，所述多层结构的宽度也可以相同也可以不同，所述多层结构在高度方向上可以接触也可以有一定的间距。

所述第二导电类型外延层包括重掺杂层和轻掺杂层。

一种JFET区T型高掺碳化硅MOSFET单胞结构的制备方法，包括步骤：

(1)在碳化硅衬底上生长第二导电类型外延层；

(2)制备掩膜介质，通过光刻、刻蚀等工艺后，制备注入掩膜介质，通过离子注入工艺制作第一导电类型阱区域；

(3)去除之前的掩膜介质，重新制备掩膜介质，通过光刻、刻蚀等工艺后，制备注入掩膜介质，通过离子注入工艺制作第二导电类型源区域；

(4)去除之前的掩膜介质，重新制备掩膜介质，通过光刻、刻蚀等工艺后，制备注入掩膜介质，通过离子注入工艺制作第一导电类型重掺杂区域；

(5)去除之前的掩膜介质，重新制备掩膜介质，通过光刻、刻蚀等工艺后，制备注入掩膜介质，通过离子注入工艺制作第一导电类型区域，所述第一导电类型区域可以是一层结构也可以是多层结构；

(6)制作栅氧化层和栅电极；

(7)最后制作源极，钝化保护介质和漏极。

步骤(5)后还包括，在第一导电类型区域和第一导电类型阱区域之间引入第二导电类型掺杂区域。

所述步骤(5)中，所述掩膜介质可以普通掩膜介质，也可以是多晶硅掩膜介质或二氧化硅掩膜介质。