本发明专利技术公开了一种新型的槽栅型MOS器件及其制备方法，包括：N型衬底，N型轻掺杂缓冲区，P型阱区，P型重掺杂源极区，N型重掺杂区，P型掺杂区，N型重掺杂源极区，高K绝缘层，栅极多晶硅区，栅极电极，源极电极和漏极电极；N型衬底的下面做漏极电极，N型衬底上有N型轻掺杂缓冲区，N型轻掺杂缓冲区上有P型阱区和N型重掺杂区，N型重掺杂区在P型阱区之间，N型重掺杂区上有P型掺杂区，P型掺杂区上有N型重掺杂源极区，N型重掺杂源极区中间有槽型栅结构区，槽型栅结构区贯穿N型重掺杂源极区和P型掺杂区，并延伸到N型重掺杂区，P型阱区上有P型重掺杂源极区，在源极区做源极电极，栅极多晶硅区做栅极电极。该器件可以提高开关速度。该器件可以提高开关速度。该器件可以提高开关速度。
【技术实现步骤摘要】
一种新型的槽栅型MOS器件及其制备方法
[0001]本专利技术涉及半导体功率
，具体涉及一种新型的槽栅型MOS器件及其制备方法。
技术介绍
[0002]功率半导体器件是任何电子系统不可缺少的电子器件，其主要应用在各种电源和驱动负载上。随着功率半导体器件的更新换代，新型功率半导体器件逐渐向实现节能、节材、环保和微型化等效益方面发展。
[0003]在功率MOS器件中，传统的表面栅MOS器件存在较大的比导通电阻和较高的功耗问题，无法很好地满足功率器件的需求。随后便产生了槽栅MOS器件，将传统的平面型生长栅结构，改变成基片内刻蚀出槽型结构，对其进行生长和填充栅结构，进而形成槽栅型MOS器件的槽栅结构。但传统的槽栅型结构会出现槽栅结构附近电子不均匀现象，致使该MOS器件还会具有很大的比导通电阻，且不能使电流均匀的分布和流向漏极端。传统的功率MOS器件依然采用硅半导体材料做基片，硅半导体材料在性能方面具有一定的局限性。
[0004]碳化硅材料有着优异的电学性能，如较大的禁带宽度、较高的热导率、较高的电子饱和漂移速度以及较高的临界击穿电场，使其在高温、高频、大功率、抗辐射应用场合下成为十分理想的半导体材料。碳化硅半导体材料在电力领域中被广泛应用于制备大功率电子器件。
[0005]针对上述问题，传统的MOS功率器件有以下不足：
[0006](1)不耐高温；
[0007](2)功耗较大；
[0008](3)比导通电阻较大；
[0009](4)电流分布不均匀。
[0010]因此，目前的槽栅型MOS器件有待进一步改进。
技术实现思路
[0011]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种新型的槽栅型MOS器件及其制备方法，利用SiC的耐高温、高临界电场和高热电导率等特性，对其进行槽栅型MOS器件的制备；由于在半导体材料中，电子的运动速率比空穴的运动速率快，因此采用N型衬底，可以有效地提高该槽栅型MOS器件的开关速度；采用SiC半导体材料，可以增强该MOS器件的耐热性，进而可以在高温下工作；采用槽栅型结构，可以有效地降低该MOS器件的比导通电阻；采用N型重掺杂区，由于N型重掺杂区内有一部分槽栅结构，该部分槽栅结构可以活化N型重掺杂区，且可以均匀N型重掺杂区的电子
‑
空穴，有助于电流更均匀地进入N型轻掺杂缓冲区。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0013]一种新型的槽栅型MOS器件，包括：N型衬底，N型轻掺杂缓冲区，P型阱区，P型重掺杂源极区，N型重掺杂区，P型掺杂区，N型重掺杂源极区，高K绝缘层，栅极多晶硅区，栅极电
极，源极电极和漏极电极；
[0014]进一步地，所述漏极电极形成在所述N型衬底的下表面，在所述N型衬底的上表面设有所述N型轻掺杂缓冲区，在所述N型轻掺杂缓冲区的上表面设有两个P型阱区和一个N型重掺杂区，所述N型重掺杂区设置在所述两个P型阱区之间，在所述N型重掺杂区的上表面设有所述P型掺杂区，在所述P型掺杂区的上表面设有N型重掺杂源极区，在所述N型重掺杂源极区的中间设有槽型栅结构区，所述槽型栅结构区包括高K绝缘层和栅极多晶硅区，所述高K绝缘层设置在所述栅极多晶硅区的侧面和底面上，所述槽型栅结构区贯穿N型重掺杂源极区和P型掺杂区，并延伸到N型重掺杂区，所述两个P型阱区的上表面都设置所述P型重掺杂源极区，在所述P型重掺杂源极区和所述N型重掺杂源极区的上表面设有所述源极电极，在所述栅极多晶硅区的上表面设有所述栅极电极。
[0015]进一步地，所述N型衬底的厚度大于所述N型轻掺杂缓冲区的厚度。
[0016]进一步地，所述N型轻掺杂缓冲区的厚度大于所述P型阱区的厚度。
[0017]进一步地，所述高K绝缘层为一种单质或者化合物的高K绝缘材料。
[0018]进一步地，所述源极电极、栅极电极和漏极电极的材料为铜材料或者铝材料。
[0019]进一步地，所述P型掺杂区的厚度大于所述N型重掺杂源极区的厚度。
[0020]进一步地，所述P型掺杂区的厚度小于所述N型重掺杂区的厚度。
[0021]进一步地，半导体衬底材料为半导体SiC基材料。
[0022]一种新型的槽栅型MOS器件的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0023]S1、清洗、曝光：将半导体衬底进行清洗、烘干，在其上表面涂一层光刻胶，采用有所述N型衬底定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述N型衬底定义；
[0024]S2、N型衬底的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中形成所述N型衬底；
[0025]S3、N型轻掺杂缓冲区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述N型衬底的上表面形成所述N型轻掺杂缓冲区；
[0026]S4、P型阱区的定义：去除N型衬底定义的光刻胶，涂一层新的光刻胶，采用有所述P型阱区定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述P型阱区的定义；
[0027]S5、P型阱区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述N型轻掺杂缓冲区的上表面形成所述P型阱区；
[0028]S6、N型重掺杂区的定义：去除P型阱区定义的光刻胶，涂一层新的光刻胶，采用有所述N型重掺杂区定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述N型重掺杂区的定义；
[0029]S7、N型重掺杂区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述N型轻掺杂缓冲区的上表面形成所述N型重掺杂区；
[0030]S8、P型掺杂区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述N型重掺杂区的上表面形成所述P型掺杂区；
[0031]S9、N型重掺杂源极区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述P型掺杂区的上表面形成所述N型重掺杂源极区；
[0032]S10、槽栅结构区的形成：去除N型重掺杂区定义的光刻胶，涂一层新的光刻胶，采用有所述槽栅结构区定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述槽栅结构区的定义，采用刻蚀技术，在所述半导体衬底上蚀刻出槽型结构区；
[0033]S11、高K绝缘层和栅极多晶硅区的沉积：去除所述槽栅结构区定义的光刻胶，在步
骤S10形成的槽型结构区上沉积一层高K绝缘材料，在所述高K绝缘材料上表面沉积栅极多晶硅材料；
[0034]S12、P型重掺杂源极区的定义：在所述半导体衬底表面涂一层光刻胶，采用有所述P型重掺杂源极区定义的掩膜版和激光器曝光，显影后形成所述P型重掺杂源极区的定义；
[0035]S13、P型重掺杂源极区的形成：通过离子注入方式，在所述半导体衬底中，且在所述P型阱区的上表面形成所述P型重掺杂源极区；
[0036]S14、电极的形成：去除P型重掺杂源极区定义的光刻胶，对步骤S13形成的半导体衬底进行源极、漏极和栅极的金属沉积，形成源极电极、漏极电极和栅极电极。
[0037]有益效果
[0038]本专利技术专利为一种新型的槽栅型MOS器件及其制备方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，包括：N型衬底(1)，N型轻掺杂缓冲区(2)，P型阱区(3)，P型重掺杂源极区(4)，N型重掺杂区(5)，P型掺杂区(6)，N型重掺杂源极区(7)，高K绝缘层(8)，栅极多晶硅区(9)，栅极电极(G)，源极电极(S)和漏极电极(D)；其中所述漏极电极(D)形成在所述N型衬底(1)的下表面，在所述N型衬底(1)的上表面设有所述N型轻掺杂缓冲区(2)，在所述N型轻掺杂缓冲区(2)的上表面设有两个P型阱区(3)和一个N型重掺杂区(5)，所述N型重掺杂区(5)设置在所述两个P型阱区(3)之间，在所述N型重掺杂区(5)的上表面设有所述P型掺杂区(6)，在所述P型掺杂区(6)的上表面设有N型重掺杂源极区(7)，在所述N型重掺杂源极区(7)的中间设有槽型栅结构区，所述槽型栅结构区包括高K绝缘层(8)和栅极多晶硅区(9)，所述高K绝缘层(8)设置在所述栅极多晶硅区(9)的侧面和底面上，所述槽型栅结构区贯穿N型重掺杂源极区(7)和P型掺杂区(6)，并延伸到N型重掺杂区(5)，所述两个P型阱区(3)的上表面都设置所述P型重掺杂源极区(4)，在所述P型重掺杂源极区(4)和所述N型重掺杂源极区(7)的上表面设有所述源极电极(S)，在所述栅极多晶硅区(9)的上表面设有所述栅极电极(G)。2.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述N型衬底(1)的厚度大于所述N型轻掺杂缓冲区(2)的厚度。3.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述N型轻掺杂缓冲区(2)的厚度大于所述P型阱区(3)的厚度。4.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述高K绝缘层(8)为一种单质或者化合物的高K绝缘材料。5.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述源极电极(S)、栅极电极(G)和漏极电极(D)的材料为铜材料或者铝材料。6.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述P型掺杂区(6)的厚度大于所述N型重掺杂源极区(7)的厚度。7.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，所述P型掺杂区(6)的厚度小于所述N型重掺杂区(5)的厚度。8.根据权利要求1所述的一种新型的槽栅型MOS器件，其特征在于，半导体衬底材料为半导体SiC基材料。9.一种新型的槽栅型MOS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、清洗、曝光：将半导体衬底进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈利，
申请(专利权)人：厦门芯一代集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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