[发明专利]垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，包括：

N型基体，所述N型基体的一侧设有沟槽，所述N型基体内设有P-体区、N+区、碳化硅层、栅氧化层、第一阻挡层和多晶硅层，所述第一阻挡层在所述沟槽内围绕所述沟槽的侧壁设置，所述碳化硅层自所述沟槽的槽底向所述N型基体延伸，所述栅氧化层设在所述沟槽的底部，所述多晶硅层在所述沟槽内设置于所述栅氧化层之上，所述P-体区围绕所述沟槽的侧壁且环绕所述N+区，所述N+区的表面露出于所述N型基体的设有所述沟槽的上表面，其中，所述N+区的材料是掺杂N型离子的碳化硅；

第二阻挡层，所述第二阻挡层设置在所述N型基体的设有所述沟槽的一侧，并且露出所述N+区；

介质层，所述介质层设置在所述第二阻挡层及所述N+区上；以及

第一金属层，所述第一金属层贯穿所述介质层并与所述N+区接触连接。

2.如权利要求1所述的垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，所述N型基体包括N型衬底和设置于N型衬底上的N型外延层，所述沟槽设置于所述N型外延层的远离所述N型衬底的一侧。

3.如权利要求1或2所述的垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，还包括第二金属层，所述第二金属层设置在所述N型基体的远离所述沟槽的一侧。

4.如权利要求1或2所述的垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，所述沟槽的深度为0.1μm～5μm，宽度为0.1μm～5μm；和/或

所述第一阻挡层的厚度为0.05μm～0.5μm；和/或

所述栅氧化层的厚度为0.01μm～1μm；和/或

所述碳化硅层的厚度为0.1μm～5μm。

5.如权利要求1或2所述的垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，所述P-体区的下表面高于所述碳化硅层的上表面；和/或

所述第一阻挡层上表面与所述第二阻挡层上表面相平。

6.一种如权利要求1～5所述的垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S210：在所述N型基体的一侧沉积第二阻挡层材料，去除预设沟槽位置的N型基体材料及其上方的所述第二阻挡层材料，形成所述沟槽和初始第二阻挡层；

步骤S211：在所述沟槽内形成围绕所述沟槽的侧壁的所述第一阻挡层；

步骤S212：去除所述沟槽下方的预设碳化硅层位置的所述N型基体材料，并在预设碳化硅层位置填充碳化硅形成所述碳化硅层；

步骤S213：在所述沟槽内且在所述碳化硅层上依次形成所述栅氧化层和所述多晶硅层；

步骤S214：围绕所述沟槽向所述N型基体掺入P型离子形成P型掺杂区；

步骤S215：在所述多晶硅层上沉积第二阻挡层材料，去除预设N+区位置的所述P型掺杂区的材料及其上方的所述初始第二阻挡层的材料，形成位于所述N型基体上的所述第二阻挡层和位于所述N型基体内的所述P-体区；

步骤S216：在预设N+区位置填充N+区材料形成所述N+区；

步骤S217：在所述第二阻挡层上形成介质层，第一金属层材料自所述介质层向下填充与所述N+区接触连接，形成第一金属层。

7.如权利要求6所述的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在步骤S214中，掺入所述P型离子的方法为注入和驱入，所述P型离子的注入的剂量为1×10¹³个/cm²～1×10¹⁴个/cm²，能量为80KeV～120KeV，所述P型离子的驱入的温度为1100℃～1200℃，时间为50min～200min；和/或

在步骤S216中，所述N+区的材料为向碳化硅注入N型离子，所述N型离子注入的剂量为1×10¹⁴个/cm²～9×10¹⁶个/cm²，能量为30KeV～400KeV；和/或

在步骤S217后，还包括制备第二金属层的步骤。