[发明专利]一种碳化硅VDMOS器件及其制作方法

摘要

本发明公开了一种碳化硅VDMOS器件及其制作方法，属于功率半导体技术领域。本发明通过在碳化硅VDMOS器件的JFET区表面直接沉积多晶硅层形成Si/SiC异质结，进而在器件内部集成了一个二极管，优化了器件在逆变电路、斩波电路等领域中的应用。本发明与现有技术中直接采用VDMOS寄生碳化硅二极管相比更易实现正向导通，且具有较低的功率损耗、较快的工作速度以及较高的工作效率；本发明与现有技术中采用在器件外部反并联一个FRD相比，降低了器件使用数目，减少了器件之间的连线，有利于器件微型化发展；此外，本发明降低了栅宽，减少了栅电容，进一步提升了器件工作速度。因此，本发明提出的VDMOS器件在逆变电路、斩波电路等电路领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种碳化硅VDMOS器件，其元胞结构包括：自下而上依次设置的金属漏电极(10)、N+衬底(9)及N‑外延层(8)；所述N‑外延层(8)上层一端具有第一Pbase区(7)，所述N‑外延层(8)上层另一端具有第二Pbase区(71)；所述第一Pbase区(7)中具有相互独立的第一N+源区(6)和第一P+接触区(5)；所述第二Pbase区(71)中具有相互独立的第二N+源区(61)和第二P+接触区(51)；所述第一P+接触区(5)和部分第一N+源区(6)的上表面具有第一金属源电极(3)；所述第二P+接触区(51)和部分第二N+源区(61)的上表面具有第二金属源电极(31)；其特征在于：还包括与第一Pbase区(7)上表面、第一N+源区(6)部分上表面及N‑外延层(8)部分上表面相接触的第一栅极结构；所述第一栅极结构包括第一栅介质层(4)、位于第一栅介质层(4)上表面的第一多晶硅栅(2)和位于第一多晶硅栅(2)上表面的第一栅电极(1)；还包括与第二Pbase区(71)上表面、第二N+源区(61)部分上表面及N‑外延层(8)部分上表面相接触的第二栅极结构；所述第二栅极结构包括第二栅介质层(41)、位于第二栅介质层(41)上表面的第二多晶硅栅(21)和位于第二多晶硅栅(21)上表面的第二栅电极(11)；还包括与第一栅极结构与第二栅极结构之间JFET区上表面接触形成Si/SiC异质结的P+多晶硅层(12)，所述P+多晶硅层(12)上表面具有金属电极(13)，所述P+多晶硅层(12)及金属电极(13)分别与第一金属源电极(3)和第二金属源电极(31)连接；所述各金属结构之间以及P+多晶硅层(12)与两个多晶硅栅(2、21)通过介质相互隔离。