[发明专利]一种沟槽型MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种沟槽型MOSFET器件，从下到上依次包括漏极、n+衬底、n+缓冲层、n-漂移层、CSL层、p+埋层、p阱、p+区和n+区、栅介质、多晶硅栅、栅源隔离介质、源电极；其特征在于，所述器件的有源区有两类不同结构的原胞组成，其中一类原胞为MOSFET导电原胞A；另一类原胞为对沟槽栅结构进行电场屏蔽的原胞B，原胞B中p+埋层通过其上方的p+区与源极电联通；在平行于纸面方向，同一类原胞左右并联，在垂直于纸面的纵深方向，两类原胞交替排列，形成导电与屏蔽区域。

2.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET器件，其特征在于，所述原胞A和所述原胞B的平行于纸面的截面中，台面上只有n+区或p+区。

3.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET器件，其特征在于，所述栅源隔离介质在沟槽内，台面上没有栅源隔离介质。

4.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET器件，其特征在于，所述p+埋层比其上的所述p+区的纵深方向的尺寸大。

5.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET器件，其特征在于，所述CSL层的掺杂浓度大于等于所述n-漂移层。

6.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET器件，其特征在于，所述沟槽型MOSFET器件的沟槽深度大于所述p阱的深度，但小于所述CSL层的深度。

7.一种权利要求1-6任一所述的沟槽型MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在导电型n+SiC衬底上依次外延n+缓冲层、n-漂移层以及n型CSL层；

S2、刻蚀标记，刻蚀介质掩膜，进行Al离子注入，形成平行于纸面方向有序排列的p+埋层；

S3、进行第二次外延，在所述CSL层上继续外延n-外延层；用离子注入方法形成p阱、n+区和p+区；

S4、进行沟槽刻蚀，形成U型沟槽；相继进行高温激活退火以及牺牲氧化使沟槽底部形成光滑的结构，并去掉侧壁的刻蚀造成的损伤层；

S5、CVD方法淀积掺杂氮和掺磷的多晶硅，使沟槽底部的厚度大于沟槽侧壁，进行热氧化，再在NO或N₂O气氛中退火，形成栅介质；

S6、用LPCVD方法生长原位重掺杂低电阻率的多晶硅填充沟槽，进行平坦化刻蚀；再进行热氧化多晶硅，热氧化表面的多晶硅，并使最终剩余的多晶硅上表面高于所述p阱，下表面低于p阱，完全覆盖p阱；此时，多晶硅栅极已经形成；

S7、淀积栅源隔离介质，再用silicide方法形成源n+区和p+区的欧姆接触；之后在背面淀积金属，一起进行900-1100℃的RTA退火，形成背面欧姆接触，并改善源欧姆接触；

S8、最后相继形成栅、源的压块金属和钝化介质、聚酰亚胺保护层、及背面压块金属。

8.根据权利要求7所述的沟槽型MOSFET器件的制备方法，其特征在于，S3中所述p阱为整个有源区内，而所述n+区和所述p+区为垂直于纸面的纵深方向交替排列；且p+区的深度大于p阱。

9.根据权利要求7所述的沟槽型MOSFET器件的制备方法，其特征在于，S7中淀积栅源隔离介质要求过刻蚀，确保台面上的介质被刻蚀干净，剩余在沟槽中的隔离介质。

10.根据权利要求7所述的沟槽型MOSFET器件的制备方法，其特征在于，S7中用silicide自对准方法形成源n+区和p+区的欧姆接触的方法如下：淀积金属Ni，进行快速RTA退火，退火温度为500-800℃，在真空或惰性气氛氛围中；退火后在浓H₂SO₄与H₂O₂的混合溶液中进行腐蚀去掉介质上的金属，剩下SiC表面反应形成的欧姆接触。