[发明专利]一种碳化硅TrenchMOS器件及其制作方法

摘要

本发明公开了碳化硅Trench MOS器件及其制作方法，属于功率半导体技术领域。本发明鉴于通过外部反并联一个快恢复二极管(FRD)以及直接使用碳化硅Trench MOS器件的寄生二极管均存在不足，通过在传统器件的P⁺接触区增设多晶硅区，使得多晶硅与碳化硅外延层材料形成Si/SiC异质结，进而在器件内部集成了一个二极管。本发明显著降低了器件二极管应用时的结压降；并且二极管应用时的导电模式由双极导电转变为单极导电，因此还具有反向恢复时间短，反向恢复电荷少的优点；本发明器件结构仍具有寄生碳化硅二极管反向漏电低，击穿电压高和器件温度稳定性能好的优点，因此本发明在逆变电路、斩波电路等电路中具有广阔前景。

主权项

1.一种碳化硅Trench MOS器件，其元胞结构包括：自下而上依次设置的金属漏电极(7)、N⁺衬底(6)及N^‑外延层(5)；其特征在于：所述N^‑外延层(5)上层两端分别具有左右对称设置的第一P⁺多晶硅区(11)和第二P⁺多晶硅区(111)，第一P⁺多晶硅区(11)和第二P⁺多晶硅区(111)上表面分别设有第一金属电极(12)和第二金属电极(121)；在两个P⁺多晶硅区(11、111)之间的N^‑外延层(5)具有Trench栅结构，所述Trench栅结构包括多晶硅栅(9)、设于多晶硅栅(9)底面及侧壁的栅氧化层(10)以及设于多晶硅栅(9)上表面的金属栅极(8)；在第一P⁺多晶硅区(11)与Trench栅结构之间N^‑外延层(5)上层还具有第一Pbase区(4)；所述第一Pbase区(4)中具有相互独立的第一N⁺源区(3)和第一P⁺接触区(2)，第一N⁺源区(3)及第一P⁺接触区(2)上表面具有第一金属源极(1)；在第二P⁺多晶硅区(111)与Trench栅结构之间N^‑外延层(5)上层还具有第二Pbase区(41)；所述第二Pbase区(41)中具有相互独立的第二N⁺源区(31)和第二P⁺接触区(21)，第二N⁺源区(31)及第二P⁺接触区(21)上表面具有第二金属源极(1a)；所述Pbase区(4、41)的深度小于P⁺多晶硅区(11、111)的深度和Trench栅结构的深度；所述第一金属源极(1)与第一金属电极(12)相接触，第二金属源极(1a)和第二金属电极(121)相接触；第一金属源极(1)、金属栅极(8)和第二金属源极(1a)之间通过介质相互隔离形成左右对称的元胞结构。