一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管制造技术

本实用新型专利技术的一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，包括：正面、背面金属电极，N型单晶衬底，N型外延层，第一P型掺杂区，在N型外延层和第一P型掺杂区中央部分设有垂直沟槽，在沟槽中的栅极侧壁与第一P型掺杂区之间为第一介质层，栅极底部与外延层之间为第二介质层，在第一P型掺杂区上靠近沟槽两侧设有第一N型掺杂区，远离沟槽两侧还设有第二P型掺杂区，外延层内部设有与第二介质层下方相接触的第三P型掺杂区和第二N型掺杂区，使第三P型掺杂区和第二N型掺杂区交错间隔，在长度方向和厚度方向形成多个PN结单元。本实用新型专利技术可降低沟槽栅SiC MOSFET的栅极和漏极之间的寄生电容，降低沟槽底部电场强度和抑制寄生BJT的开启。

A trench gate metal oxide field effect transistor

The utility model has a trench gate metal oxide field effect transistor, including: the front and the back of the metal electrode, N type single crystal substrate, N epitaxial layer, a first P type doping area is provided with a vertical groove in the central layer and the first P type doping area N epitaxial part, first dielectric layer is between the side wall and the first P type doping area in the trench gate, gate and epitaxial layer between second dielectric layer groove on both sides of the first P type doping area near a first N type doping area, away from the groove are arranged at both sides of the second P type doping area, the epitaxial layer is arranged inside the third P type doping area and second N type doping contact the second dielectric layer below the doped region and second N type doping area third P interleaved interval, multiple PN junction cell is formed in the length direction and the thickness direction. The utility model can reduce the gate trench gate SiC MOSFET and parasitic capacitance between the drain opening, lower trench bottom electric field strength and the suppression of parasitic BJT.

【技术实现步骤摘要】
一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管
本技术涉及半导体
，尤其涉及一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管。
技术介绍
高压功率器件的耐压与器件耐压层厚度成正比关系。而耐压层厚度与材料的临界电场成反比关系。由于碳化硅材料临界电场约是硅的10倍，因此使用碳化硅材料制备功率器件时，可以应用较薄的耐压层实现相同的耐压要求，同时还有利于降低器件导通电阻。除此之外，碳化硅(SiC)还具有优良的物理和电学特性，具有宽禁带大、击穿场强高、高电子饱和漂移速率以及极强的抗辐照能力和机械强度等优点。因此，SiC成为研制大功率、高温、高频功率器件的优选材料，具有十分广泛的应用前景。SiC金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)具有导通电阻低、开关损耗低的特点，更适用于高频工作状态。但是在沟槽栅SICMOSFET中,最大电场强度转移到沟槽栅底部拐角，易造成热载流子注入栅极氧化层或被氧化层界面处陷阱俘获，造成器件阈值电压漂移等问题，影响器件的长期可靠运用。同时，沟槽栅中由于栅极与漏极之间的寄生电容，造成器件关断时延迟时间过大，开启时栅极电压易振荡的情况。另一方面，MOSFET器件在开关过程中，由于大电流高电压同时存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，包括：正面金属电极，背面金属电极，在所述背面金属电极上的N型单晶衬底，在所述N型单晶衬底上形成的N型外延层，在所述N型外延层上形成的第一P型掺杂区，在所述N型外延层和所述第一P型掺杂区的中央部分设有垂直的沟槽，在所述沟槽中设有栅极，所述栅极的深度比所述第一P型掺杂区的结深更深，所述栅极侧壁与所述第一P型掺杂区之间为第一介质层，所述栅极底部与所述外延层之间为第二介质层，所述第二介质层厚度大于所述第一介质层厚度，在所述第一P型掺杂区上靠近所述沟槽两侧设有第一N型掺杂区，远离所述沟槽两侧还设有第二P型掺杂区，所述第一N型掺杂区和所述第二P型掺杂区分别与所述正面金属电...

【技术特征摘要】
1.一种沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，包括：正面金属电极，背面金属电极，在所述背面金属电极上的N型单晶衬底，在所述N型单晶衬底上形成的N型外延层，在所述N型外延层上形成的第一P型掺杂区，在所述N型外延层和所述第一P型掺杂区的中央部分设有垂直的沟槽，在所述沟槽中设有栅极，所述栅极的深度比所述第一P型掺杂区的结深更深，所述栅极侧壁与所述第一P型掺杂区之间为第一介质层，所述栅极底部与所述外延层之间为第二介质层，所述第二介质层厚度大于所述第一介质层厚度，在所述第一P型掺杂区上靠近所述沟槽两侧设有第一N型掺杂区，远离所述沟槽两侧还设有第二P型掺杂区，所述第一N型掺杂区和所述第二P型掺杂区分别与所述正面金属电极相连接，所述外延层内部还设有与所述第二介质层下方相接触的第三P型掺杂区和第二N型掺杂区，使所述第三P型掺杂区和所述第二N型掺杂区相互交错间隔，在长度方向和厚度方向形成多个PN结单元。2.如权利要求1所述的沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，所述第三P型掺杂区的杂质剂量大于所述第二N型掺杂区的杂质剂量。3.如权利要求1所述的沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，所述N型单晶衬底和所述N型外延层为硅材料或碳化硅材料。4.如权利要求1所述的沟槽栅金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，所述栅极在厚度方向上为多个H形状的重复单元，使得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振中，孙军，和巍巍，汪之涵，颜剑，
申请(专利权)人：深圳基本半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44