碳化硅槽栅MOSFET元胞结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构及其制造方法，结构包括漏极电极、元胞衬底、元胞外延层、元胞电流扩展层、元胞阱区、元胞源区、隔离介质层、源极电极，位于元胞外延层之中、为元胞电流扩展层所包围的第二沟槽，位于第二沟槽之上的第一沟槽，位于元胞外延层之中的，部分填充第一沟槽、完全填覆第二沟槽的栅介质层，为栅介质层所包围的栅极电极；本发明专利技术在避免损害器件晶格结构和导通特性的前提下，既实现屏蔽区与源极电极的短接，又实现对栅介质的有效保护，有效提升器件的开关特性。本发明专利技术同样公开了一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构及其制造方法。

技术介绍

1、作为电力电子系统中的基本单元，功率半导体器件对于电能的传输和转化发挥着不可替代的作用。目前，si基绝缘栅双极型晶体管（igbt）功率器件已经广泛应用于工业生产和日常设备中，但其固有的拖尾电流增加了开关损耗，限制了最高工作频率，逐渐难以满足电力电子系统高频率、低损耗的要求。

2、碳化硅—sic金属氧化物半导体场效应晶体管（mosfet）因其栅极驱动简单、单极导通等优点得到了广泛关注。平面栅型sic mosfet器件沟道迁移率较低，且存在寄生结型场效应晶体管结构，这两点限制了器件导通能力的提升。

3、较之平面栅型sic mosfet，沟槽栅型sic mosfet器件在不同晶面上制作导电沟道，实现了更高的沟道迁移率；同时沟槽的引入消除了寄生结型场效应晶体管结构，减小了元胞尺寸，使得器件的导通电阻进一步降低。

4、然而沟槽栅型sic mosfet器件在实际应用中存在以下几个问题。其一，高压下沟槽底角的电场集聚效应会影响栅介质的可靠性，导本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构，其特征在于：所述元胞阱区的底部深于第一沟槽的底部，深于或者浅于第二沟槽的底部，元胞电流扩展层的底部深于第二沟槽。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构，其特征在于：所述第二沟槽的宽度不小于0.1µm，第一沟槽的宽度大于第二沟槽的宽度，二者之差不小于0.2µm。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅槽栅MOSFET元胞结构，其特征在于：所述第一沟槽深度范围为0.7µm ~ 2.5µm，宽度范围为0.6µm ~2.5µ...

【技术特征摘要】

1.一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构，其特征在于：所述元胞阱区的底部深于第一沟槽的底部，深于或者浅于第二沟槽的底部，元胞电流扩展层的底部深于第二沟槽。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构，其特征在于：所述第二沟槽的宽度不小于0.1µm，第一沟槽的宽度大于第二沟槽的宽度，二者之差不小于0.2µm。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构，其特征在于：所述第一沟槽深度范围为0.7µm ~ 2.5µm，宽度范围为0.6µm ~2.5µm；第二沟槽7-2的深度范围为0.5µm~2.5µm，宽度范围为0.5µm ~1.5µm。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅mosfet元胞结构，其特征在于：所述元胞阱区的深度范围为1.0µm~3.5µm，掺杂浓度为1e17cm-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃，柏松，陈宇，魏朗，黄润华，宋晓峰，杨勇，
申请(专利权)人：南京第三代半导体技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：