[发明专利]一种增强型碳化硅MOSFET器件及其制造方法有效

专利信息
申请号: 201911258411.X 申请日: 2019-12-10
公开(公告)号: CN111081759B 公开(公告)日: 2022-07-15
发明(设计)人: 吴苏州;李晓云;杨高洁;叶怀宇;张国旗 申请(专利权)人: 深圳第三代半导体研究院
主分类号: H01L29/06 分类号: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/45;H01L29/47;H01L29/78;H01L29/872;H01L27/06;H01L21/04;H01L21/82;H01L21/28;H01L21/336;H01L21/329
代理公司: 北京华创智道知识产权代理事务所(普通合伙) 11888 代理人: 彭随丽
地址: 518055 广东省深圳市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 增强 碳化硅 mosfet 器件 及其 制造 方法
【权利要求书】:

1.一种增强型碳化硅MOSFET器件,其特征在于,包括:

N-外延层,所述N-外延层上表面包括在水平方向上平行间隔排列的若干个P型体区,所述P型体区在所述N-外延层上表面向下形成,所述P型体区包括第一离子,所述若干个P型体区之间通过肖特基势垒金属层相连接;

至少三个所述P型体区上表面的中央区域包括N+源极,所述N+源极在P型体区上表面中央区域向下形成,所述N+源极包括第二离子;

所述N+源极的中央区域下方设有槽,所述槽的深度深于所述P型体区但不与N+型重掺杂SiC衬底接触;所述槽包括栅底P区,所述栅底P区设置在所述槽底部,所述栅底P区包括第三离子;

所述槽还包括多晶硅栅极,所述多晶硅栅极充满整个槽;所述N-外延层和所述槽还包括栅氧化层,所述栅氧化层生长在所述槽内壁;

所述P型体区上表面所述N+源极外侧还包括P型体区接触层,所述P型体区接触层在P型体区上表面向下设置形成,所述P型体区接触层包括第四离子;

所述P型体区还包括P+埋层,所述P+埋层设置在所述P型体区的中央位置并在所述槽外侧,所述P+埋层包括第五离子;所述N+源极、所述P型体区接触层和所述肖特基势垒金属层上方设置有欧姆接触金属层。

2.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述器件自上而下依次为:

背面金属,所述背面金属由金属Ti、金属Ni以及金属Ag组合形成;N+型重掺杂SiC衬底;所述N-外延层;绝缘介质层,所述绝缘介质层是由SiO2组成;所述绝缘介质层设置在所述多晶硅栅极上方和所述P型体区接触层上方;

正面金属,所述正面金属由Al组成,厚度为1-5μm。

3.如权利要求2所述的器件,其特征在于,所述碳化硅衬底所用碳化硅单晶体材料可以是2H-SiC单晶体、4H-SiC单晶体的其中一种,所述N+型重掺杂SiC衬底的掺杂浓度为3×1019-3×1020个离子/CM3

4.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述N-外延层的掺杂浓度在1×1015-1×1016个离子/CM3之间,厚度为10-30μm,掺杂杂质为氮元素。

5.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述P型体区的深度为1-3μm,所述第一离子为硼离子,所述N+源极的深度为0.2-0.8μm,所述第二离子为磷离子。

6.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述第三离子、第四离子、第五离子为硼离子。

7.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述多晶硅的掺杂浓度大于1×1020个离子/CM3

8.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述栅氧化层的厚度为0.04-0.1μm。

9.如权利要求2所述的器件,其特征在于,所述绝缘介质层的厚度为所述肖特基势垒金属层为TiMo或TiW,所述肖特基势垒金属层的厚度为所述欧姆接触金属层的厚度为

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