[发明专利]碳化硅竖直导电MOSFET装置及其制造方法

说明书

本公开的实施例涉及碳化硅竖直导电MOSFET装置及其制造方法。一种竖直导电MOSFET装置包括具有第一导电类型和表面的碳化硅本体。金属化区域在本体的表面上延伸。第二导电类型的本体区域在本体中从本体的表面沿平行于表面的第一方向且沿垂直于表面的第二方向延伸。第一导电类型的源极区域从本体的表面朝向本体区域的内部延伸。源极区域具有第一部分和第二部分。第一部分具有第一掺杂水平且与金属化区域直接电接触地延伸。第二部分具有第二掺杂水平且与源极区域的第一部分直接电接触地延伸。第二掺杂水平低于第一掺杂水平。

技术领域

本公开涉及一种用于电力应用的碳化硅竖直导电MOSFET装置，并且涉及其制造方法。

背景技术

众所周知，具有电荷载流子的高饱和速度、宽带隙(例如大于1.1eV)、低导通状态电阻、高热导率和高操作频率的半导体材料使得获得性能优于硅电子装置的电子装置(例如二极管和晶体管)，尤其是用于例如在包括在600V与1300V之间的电压或在具体操作条件(诸如高温)下操作的电力应用。

具体地，在通过上述特性区分的其多型体(例如3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC)中的一个中从碳化硅晶片开始获得此类电子装置为已知的。

发明内容

本公开提供至少部分地克服现有技术的缺点的各种实施例。

根据本公开，提供一种MOSFET装置和其制造方法。

在至少一个实施例中，提供一种竖直导电MOSFET装置，该竖直导电MOSFET装置包括具有第一导电类型和表面的碳化硅本体。金属化区域在本体的表面上延伸。具有与第一导电类型不同的第二导电类型的本体区域在本体中从本体的表面沿平行于表面的第一方向和垂直于表面的第二方向延伸。具有第一导电类型的源极区域从本体的表面朝向本体区域的内部延伸。源极区域包括第一部分和第二部分。第一部分具有第一掺杂水平且与金属化区域直接电接触地延伸。第二部分具有第二掺杂水平且与源极区域的第一部分直接电接触地延伸。第二掺杂水平低于第一掺杂水平。

在至少一个实施例中，提供一种用于制造竖直导电MOSFET装置的方法，该方法包括：在具有第一导电类型的碳化硅工作本体中形成第二导电类型的本体区域，该本体区域从工作本体的表面沿平行于表面的第一方向且沿垂直于表面的第二方向延伸；在本体区域中形成具有第一导电类型的源极区域，该源极区域从工作本体的表面延伸，形成源极区域包括形成源极区域的第一部分以及形成源极区域的第二部分，第一部分具有第一掺杂水平且与金属化区域直接电接触地延伸，第二部分具有第二掺杂水平且与源极区域的第一部分直接电接触地，第二掺杂水平低于第一掺杂水平；以及在工作本体的表面上形成金属化区域。

在至少一个实施例中，提供一种装置，该装置包括具有第一导电类型的碳化硅本体。金属化区域在本体的表面上延伸。具有与第一导电类型不同的第二导电类型的本体区域从本体的表面延伸到本体中。具有第一导电类型的源极区域从本体的表面延伸到本体区域中。源极区域包括：第一部分，具有第一掺杂水平且在表面处与金属化区域直接接触；以及第二部分，具有与第一掺杂水平不同的第二掺杂水平，该第二部分直接接触第一部分且侧向地环绕第一部分。

附图说明

为了更好地理解本公开，现将参考附图仅借助于非限制示例描述其实施例，其中：

图1示出了根据比较示例的碳化硅竖直导电MOSFET装置的横截面；

图2示出了根据一个或多个实施例的本发明碳化硅竖直导电MOSFET装置的横截面；

图3示出了图2的MOSFET装置的俯视平面图；

图4A-图4C示出了根据一些实施例的在连续制造步骤中图2和图3的MOSFET装置的横截面；

图5示出了根据一个或多个实施例的本发明碳化硅竖直导电MOSFET装置的横截面；

图6示出了图5的MOSFET装置的俯视平面图；以及