[发明专利]碳化硅MOSFET及其制造方法以及电子设备

说明书

本公开涉及一种碳化硅MOSFET及其制造方法以及电子设备，能够得到更低的导通电阻，并通过自对准的方式形成有源区，降低了工艺成本和复杂度。该碳化硅MOSFET包括：碳化硅衬底；第一掺杂类型的漂移区，其位于所述碳化硅衬底上；沟槽，所述沟槽延伸到所述漂移区中，而且在所述沟槽内形成有栅极结构；第二掺杂类型的碳化硅阱区，其位于所述沟槽两侧的所述漂移区上，其中所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；第二掺杂类型的硅阱区，其位于所述碳化硅阱区上；源区和源接触区，其位于所述硅阱区上。

技术领域

本公开涉及半导体领域，具体地，涉及一种碳化硅MOSFET及其制造方法以及电子设备。

背景技术

现有碳化硅MOSFET相比于硅MOSFET具有更薄的漂移区，使得其沟道迁移率过大的问题导致器件的沟道电阻很大，为了得到更低的导通电阻，需要将碳化硅MOSFET器件的阈值电压做的比较低，容易造成误开启。而且，由于碳化硅材料的杂质扩散系数相当低，所以有源区需要在沟槽刻蚀之前通过多次光刻掩膜工艺注入并高温退火来实现，使得器件的尺寸以及性能受到光刻对准精度的限制。

发明内容

本公开的目的是提供一种碳化硅MOSFET及其制造方法以及电子设备，能够在不需要将碳化硅MOSFET器件的阈值电压做的比较低的情况下得到更低的导通电阻，而且能够通过自对准的方式形成有源区，降低了工艺成本和复杂度。

根据本公开的第一实施例，提供一种碳化硅MOSFET，包括：碳化硅衬底；第一掺杂类型的漂移区，其位于所述碳化硅衬底上；沟槽，所述沟槽延伸到所述漂移区中，而且在所述沟槽内形成有栅极结构；第二掺杂类型的碳化硅阱区，其位于所述沟槽两侧的所述漂移区上，其中所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；第二掺杂类型的硅阱区，其位于所述碳化硅阱区上；源区和源接触区，其位于所述硅阱区上。

可选地，所述碳化硅MOSFET还包括形成在所述沟槽底部的屏蔽层，并且所述屏蔽层位于所述栅极结构的下方，所述屏蔽层具有与所述漂移区相反的掺杂类型。

可选地，所述栅极结构包括形成在所述沟槽的侧壁上的栅介质层以及填充在所述沟槽中的栅极。

可选地，所述源区邻近所述沟槽，所述源接触区位于所述源区的外侧，并且部分所述源接触区与所述源区的底部相连接。

可选地，所述源区具有与所述漂移区相同的掺杂类型，所述源接触区与所述源区具有相反的掺杂类型。

可选地，所述碳化硅MOSFET还包括：源电极，位于所述碳化硅MOSFET的正面上；绝缘介质隔离层，用于隔离所述栅极结构与所述源电极；以及漏电，位于所述碳化硅MOSFET的背面上。

可选地，所述碳化硅衬底是重掺杂的，所述漂移区是轻掺杂的。

根据本公开的第二实施例，提供一种碳化硅MOSFET的制造方法，包括：在碳化硅衬底上形成第一掺杂类型的漂移区；在所述漂移区上形成第二掺杂类型的碳化硅阱区；在所述碳化硅阱区上形成第一掺杂类型的硅层；形成贯穿所述硅层和所述碳化硅阱区并延伸到所述漂移区中的沟槽；在所述沟槽中形成栅极结构；在所述硅层中，形成位于所述碳化硅阱区上的第二掺杂类型的硅阱区；以及在所述硅阱区上形成源区和源接触区。

可选地，所述在所述硅层中，形成位于所述碳化硅阱区上的第二掺杂类型的硅阱区，包括：通过栅极结构自对准将第二掺杂类型的粒子注入所述硅层；以及通过扩散方法在注入所述第二掺杂类型的粒子的所述硅层中形成第二掺杂类型的所述硅阱区。

可选地，所述在所述硅阱区上形成源区，包括：通过栅极结构自对准在所述硅阱区的表面注入第一掺杂类型的粒子；以及退火以激活在所述硅阱区的表面注入的第一掺杂类型的粒子，形成第一掺杂类型的所述源区。