[发明专利]一种MOSFET结构及其制作方法

说明书

本申请提供一种MOSFET结构及其制作方法，该方法包括以下步骤：提供衬底，在衬底上自下而上依次形成漂移层、体区及源区；形成栅极沟槽、栅介质层及栅导电层；形成源极沟槽；形成肖特基金属层；形成源极金属层。本申请在漂移层的侧壁及体区的侧壁形成肖特基金属层，肖特基金属层与漂移层形成肖特基二极管，可以改善MOSFET结构的反向恢复特性，肖特基金属层还与体区形成肖特基接触，使得源区和体区存在势垒差异(体区电位降低)，有助于抑制闩锁效应，提升器件的雪崩能力。此外，由于体区的侧壁全部被肖特基金属层所覆盖，本申请的MOSFET结构的制作方法无需分两步分别在体区的侧壁形成肖特基接触和欧姆接触，工艺步骤简单。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，特别涉及一种MOSFET结构及其制作方法。

背景技术

碳化硅超结MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)利用了电荷平衡技术，有助于进一步降低碳化硅MOS的电阻，但因超结反向耐压时，大部分区域的电场大于垂直沟道双扩散MOSFET(Vertical Double-diffusedMOSFET，简称VDMOS)的电场，导致体二极管由正向导通向反向耐压转变时，反向抽取时间较短，漂移区被迅速耗尽，使得其反向恢复特性很差。同时碳化硅体二极管正向导通容易引起“通电劣化”，造成器件特性退化。

发明内容

鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种MOSFET结构及其制作方法，用于解决现有技术中MOSFET结构的反向恢复特性较差，器件可靠性较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种MOSFET结构的制作方法，包括以下步骤：

提供第一导电类型衬底，在衬底上自下而上依次形成第一导电类型漂移层、第二导电类型体区及第一导电类型源区，第一导电类型与第二导电类型相反；

形成栅极沟槽，栅极沟槽垂向贯穿源区及体区，并向下延伸至漂移层中；

依次形成栅介质层及栅导电层于栅极沟槽中；

形成源极沟槽，源极沟槽垂向贯穿源区及体区，并向下延伸至漂移层中，源极沟槽在水平方向上与栅极沟槽间隔设置；

形成肖特基金属层于源极沟槽的侧壁的预设区域，预设区域包括被源极沟槽显露的漂移层的侧壁及被源极沟槽显露的体区的侧壁；

形成源极金属层，源极金属层填充进源极沟槽中以与肖特基金属层及源区电连接。

可选地，肖特基金属层的顶端不低于源区的底端。

可选地，还包括以下步骤：于漂移层中形成第二导电类型柱，第二导电类型柱的底面高于漂移层的底面，其中，源极沟槽的形成顺序后于第二导电类型柱的形成顺序，源极沟槽贯穿第二导电类型柱的上部以使第二导电类型柱的顶面低于漂移层的顶面。

可选地，于漂移层中形成第二导电类型柱包括以下步骤：

形成柱区沟槽于漂移层中，柱区沟槽自漂移层的顶面开口并向下延伸，但未到达漂移层的底面；

形成第二导电类型材料层于柱区沟槽中以得到第二导电类型柱。

可选地，还包括以下步骤：形成第二导电类型掺杂层于漂移层中，第二导电类型掺杂层位于源极沟槽的底部下方并垂向贯穿第二导电类型柱的上部以使第二导电类型柱的顶面进一步降低，第二导电类型掺杂层的掺杂浓度高于第一导电类型柱的掺杂浓度。

可选地，还包括以下步骤：形成层间介质层于源区上，并形成垂向贯穿层间介质层的开口于层间介质层中，开口的底面显露源区的一部分顶面，源极金属层还填充进开口中与源区的靠近源极沟槽的一侧的顶面接触。

本申请还提供一种MOSFET结构，包括：