[发明专利]具有部分碳化硅材料/硅材料异质结的U-MOSFET及其制作方法有效
| 申请号： | 201910754806.2 | 申请日： | 2019-08-15 |
| 公开（公告）号： | CN110544723B | 公开（公告）日： | 2022-11-11 |
| 发明（设计）人： | 段宝兴;杨鑫;王夏萌;张一攀;杨银堂 | 申请（专利权）人： | 西安电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/78 | 分类号： | H01L29/78;H01L29/165;H01L29/06;H01L23/373;H01L21/336 |
| 代理公司： | 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 | 代理人： | 胡乐 |
| 地址： | 710071*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明提出了一种具有部分碳化硅材料/硅材料异质结的U‑MOSFET及其制作方法，该U‑MOSFET器件主要特点是将碳化硅材料与硅材料相结合形成异质结，以碳化硅衬底和N型碳化硅外延层整体的凸字型结构表面为基础形成N型硅外延层，并刻蚀N型硅外延层中间区域深入N型碳化硅外延层顶部，形成槽栅结构。利用碳化硅材料的高临界击穿电场特性，通过击穿点转移技术，将器件槽栅拐角处栅氧的强电场引入碳化硅材料中，抬高了器件的纵向电场峰，器件可承担更高的击穿电压，突破了传统硅基U‑MOSFET器件受单一硅材料临界击穿电场的限制，同时碳化硅材料的高热导率特性有利于器件散热，提高了器件可靠性，有效改善了器件性能。 | ||
| 搜索关键词： | 具有 部分 碳化硅 材料 异质结 mosfet 及其 制作方法 | ||
【主权项】：
1.一种具有部分碳化硅材料/硅材料异质结的U-MOSFET，包括：/nN+型衬底(10)；/n位于N+型衬底(10)上表面的N型外延层；/n在N型外延层上部左、右两端区域分别形成的P型基区(7)；P型基区(7)中形成沟道以及N+型源区(2)和P+沟道衬底接触(1)；/n源极(5)，覆盖P+沟道衬底接触(1)与N+型源区(2)相接区域的上表面；两处源极(5)共接；/n漏极(11)，位于所述N+型衬底(10)下表面；/n其特征在于：/n所述N+型衬底(10)采用碳化硅材料；/n所述N型外延层由两部分构成：一部分为凹字型结构的N型碳化硅外延层(8)，位于所述N+型衬底(10)上表面中间区域；另一部分为两处N型硅外延层(9)，分别位于所述N+型衬底(10)上表面左、右两端区域，相应与所述N型碳化硅外延层(8)的侧面邻接；两处P型基区(7)相应形成于两处N型硅外延层(9)的上部；/n所述N型硅外延层(9)的厚度大于N型碳化硅外延层(8)的厚度，整体构成凹槽结构，该凹槽以所述凹字型结构的凹部为底，凹槽深度大于P型基区(7)与N型硅外延层(9)之间PN结的深度，所述凹槽内填充形成栅极(3)，在栅极(3)与凹槽内壁之间设置有栅氧化层(6)；栅极(3)的上表面覆盖有钝化层(4)；/n所述N型碳化硅外延层(8)和N型硅外延层(9)的厚度和掺杂浓度由器件的耐压要求决定，其中，N型碳化硅外延层(8)和N型硅外延层(9)的掺杂浓度低于N+型衬底(10)的掺杂浓度。/n
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