[发明专利]一种结型积累层碳化硅横向场效应晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种结型积累层碳化硅横向场效应晶体管及其制作方法。该器件设置积累介质层，覆盖N型漂移区表面以及N⁺漏区表面左端区域，在积累介质层上设置碳化硅材料的外延层；在外延层的左侧端部、右侧端部分别通过离子注入形成两处P型区，并在所述外延层中邻接右端P型区通过离子注入形成N⁺区；在栅极介质层表面形成栅极，栅极与左端P型区邻接；在N⁺漏区表面的右端区域形成漏极，漏极14与右端P型区邻接。该器件在导通时，可以通过结型积累层在漂移区中产生浓度较高的电子，大幅度降低器件的导通电阻；器件关断时，结型积累层可起到场板的作用，有效地降低栅极边缘的电场峰值，从而提高器件的击穿电压。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种横向金属氧化物半导体场效应管。

背景技术

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物。跟传统半导体材料硅相比，它具有高临界击穿电场、高热导率等优势，是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件的优良半导体材料，也是目前商品化程度最高、技术最成熟的第三代半导体材料。碳化硅与硅材料的物理性能对比主要为：(1)临界击穿电场强度是硅材料近10倍；(2)热导率高，超过硅材料的3倍；(3)饱和电子漂移速度高，是硅材料的2倍；(4)抗辐照和化学稳定性好；(5)与硅材料一样，可以直接采用热氧化工艺在表面生长二氧化硅绝缘层。

碳化硅材料由于禁带宽度比较宽，临界击穿电场比较大，很容易获得高的击穿电压。然而对于横向器件，漂移区的掺杂浓度受到弱化表面电场(Reduced Surface Field，简称RESURF)条件的限制，无法简单的通过增大掺杂浓度来获得较低的电阻。

发明内容

本发明提出了一种结型积累层碳化硅横向场效应晶体管，能够进一步提高器件的击穿电压、同时降低比导通电阻。

本发明的技术方案如下：

一种结型积累层碳化硅横向场效应晶体管，包括：

碳化硅材料的P型衬底，以及衬底电极；

在P型衬底上分别形成的P型屏蔽层和N型漂移区，所述P型屏蔽层与N型漂移区相接；

在屏蔽层上分别形成的P型基区、P⁺源区和N⁺源区；其中P型基区与N型漂移区邻接，P⁺源区位于远离N型漂移区的一端，N⁺源区左、右两侧分别与P⁺源区、P型基区邻接；

在N型漂移区上部的右端区域形成的N⁺漏区；

栅极介质层，覆盖P型基区表面；

源极，位于P⁺源区和N⁺源区表面；

其特征在于，还包括：

积累介质层，覆盖N型漂移区表面以及N⁺漏区表面左端区域；

碳化硅材料的外延层，覆盖所述积累介质层；

在所述外延层的左侧端部、右侧端部分别通过离子注入形成第一P型区和第二P型区，并在所述外延层中邻接所述第二P型区通过离子注入形成N⁺区；所述N⁺区的左端不超出N⁺漏区左端对应的边界；

在栅极介质层表面形成栅极，栅极的右侧邻接第一P型区的左侧；

在N⁺漏区表面的右端区域形成漏极，漏极的左侧邻接第二P型区以及积累介质层的右侧。