[发明专利]一种I型栅的MOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种I型栅的MOS器件，其特征在于，所述器件包括：N型衬底(1)，第一P型阱区(2)，第二P型阱区(22)，第一N型轻掺杂区(3)，第二N型轻掺杂区(23)，第一P型重掺杂源/漏极区(4)，第二P型重掺杂源/漏极区(24)，第一N型重掺杂源/漏极区(5)，第二N型重掺杂源/漏极区(25)，高K绝缘区(6)，栅极多晶硅区(7)，栅极电极(G)，第一源/漏极电极(S1/D1)和第二源/漏极电极(S2/D2)；

其中所述N型衬底(1)的中间设有I型栅结构，所述N型衬底(1)的上表面和下表面都设有所述第一P型阱区(2)和第二P型阱区(22)，所述第一P型阱区(2)是以所述N型衬底(1)的中心线上下对称，所述第二P型阱区(22)是以所述N型衬底(1)的中心线上下对称，所述第一P型阱区(2)和第二P型阱区(22)与所述I型栅结构相接触，且所述第一P型阱区(2)和第二P型阱区(22)分别设置在所述I型栅结构的两侧，所述第一P型阱区(2)上都设有所述第一N型轻掺杂区(3)，所述第二P型阱区(22)都设有所述第二N型轻掺杂区(23)，所述第一N型轻掺杂区(3)上都设有所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)，所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)在远离所述I型栅结构的一侧连接有第一P型重掺杂源/漏极区(4)，所述第二N型轻掺杂区(23)上都设有所述第二N型重掺杂源/漏极区(25)，所述第二N型重掺杂源/漏极区(25)在远离所述I型栅结构的一侧连接有第二P型重掺杂源/漏极区(24)；

其中所述I型栅结构的两个横向结构为连接在所述衬底基片的上表面和下表面，且与其相对应的第一N型轻掺杂区(3)和第二N型轻掺杂区(23)有重合区域，所述I型栅结构的一个竖向结构为贯穿所述衬底基片，且与所述两个横向结构连接，所述I型栅结构包括高K绝缘区(6)和栅极多晶硅区(7)，所述高K绝缘区(6)上设有栅极多晶硅区(7)，所述栅极多晶硅区(7)上设有栅极电极(G)，所述第一P型重掺杂源/漏极区(4)上设有第一源/漏极电极(S1/D1)，所述第二P型重掺杂源/漏极区(24)上设有第二源/漏极电极(S2/D2)；

所述N型衬底(1)的材料选用半导体SiC基材料。

2.根据权利要求1所述的一种I型栅的MOS器件，其特征在于，所述N型衬底(1)的厚度分别比所述第一P型阱区(2)的厚度和所述第二P型阱区(22)的厚度大。

3.根据权利要求2所述的一种I型栅的MOS器件，其特征在于，所述第一P型阱区(2)的厚度和所述第二P型阱区(22)的厚度相等。

4.根据权利要求1所述的一种I型栅的MOS器件，其特征在于，所述高K绝缘区(6)是一种单质或者化合物的高K绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的一种I型栅的MOS器件，其特征在于，所述栅极电极(G)、所述第一源/漏极电极(S1/D1)和所述第二源/漏极电极(S2/D2)的金属电极采用金属铜材料或者铝材料。

6.一种I型栅的MOS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、清洗、曝光：选用带有N型掺杂的半导体衬底，将半导体衬底进行双面清洗、烘干，在其上、下表面涂一层光刻胶，采用有第一P型阱区(2)定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的第一P型阱区(2)的定义；

S2、第一P型阱区(2)的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中形成所述双面的第一P型阱区(2)；

S3、第二P型阱区(22)的定义：去除所述半导体衬底双面的第一P型阱区(2)定义的光刻胶，对所述半导体衬底的上、下表面涂一层新的光刻胶，采用有所述第二P型阱区(22)定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的第二P型阱区(22)的定义；

S4、第二P型阱区(22)的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中形成所述双面的第二P型阱区(22)；

S5、I型栅结构的第一槽型结构的定义：去除所述半导体衬底双面的第二P型阱区(22)定义的光刻胶，对所述半导体衬底的上、下表面涂一层新的光刻胶，采用有所述I型栅结构的第一槽型结构的定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的I型栅结构的第一槽型结构的定义；

S6、I型栅结构的第一槽型结构的形成：采用刻蚀技术，对所述半导体衬底进行双向刻蚀，刻蚀出所述半导体衬底的上下表面相通的第一槽型结构；

S7、高K绝缘区(6)的形成：去除所述半导体衬底双面的I型栅结构的第一槽型结构定义的光刻胶，对所述半导体衬底进行双面沉积高K绝缘材料，填满所述的第一槽型结构；

S8、栅极多晶硅区(7)的第二槽型结构的定义：对所述半导体衬底的上、下表面涂一层新的光刻胶，采用有所述栅极多晶硅区(7)的第二槽型结构定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的栅极多晶硅区(7)的第二槽型结构的定义；

S9、栅极多晶硅区(7)的第二槽型结构的形成：采用刻蚀技术，对所述半导体衬底进行双向刻蚀，刻蚀出所述半导体衬底的上下表面相通的第二槽型结构；

S10、栅极多晶硅区(7)的形成：去除所述半导体衬底双面的栅极多晶硅区(7)的第二槽型结构定义的光刻胶，对所述半导体衬底进行双面沉积多晶硅材料，填满所述的第二槽型结构；

S11、I型栅结构的定义：在对所述半导体衬底的上、下表面涂一层新的光刻胶，采用有所述I型栅结构定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的I型栅结构的定义；

S12、I型栅结构的形成：采用刻蚀技术，对所述半导体衬底进行双向刻蚀，刻蚀出所述半导体衬底的上下表面的栅极多晶硅区(7)和高K绝缘区(6)；

S13、第一N型轻掺杂区(3)和第二N型轻掺杂区(23)的定义：去除所述半导体衬底双面的I型栅结构定义的光刻胶，对所述半导体衬底的上、下表面涂一层新的光刻胶，采用有所述第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)的定义；

S14、第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述第一P型阱区(2)和/或第二P型阱区(22)上形成与之对应的所述第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)；

S15、第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)的定义：去除第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)定义的光刻胶，采用有所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)的定义；

S16、第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述第一N型轻掺杂区(3)和/或第二N型轻掺杂区(23)上形成所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)；

S17、第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)的定义：去除所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)和/或第二N型重掺杂源/漏极区(25)定义的光刻胶，采用有所述第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述半导体衬底双面的第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)的定义；

S18、第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述第一P型阱区(2)和/或第二P型阱区(22)上形成所述第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)；

S19、电极的形成：去除所述第一P型重掺杂源/漏极区(4)和/或第二P型重掺杂源/漏极区(24)定义的光刻胶，在所述栅极多晶硅区(7)上沉积金属电极，在所述第一N型重掺杂源/漏极区(5)、第二N型重掺杂源/漏极区(25)、第一P型重掺杂源/漏极区(4)和第二P型重掺杂源/漏极区(24)上沉积金属电极；

N型衬底(1)的材料选用半导体SiC基材料。