【技术实现步骤摘要】
本申请属于半导体器件，具体涉及一种金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法。
技术介绍
1、碳化硅(silicon carbide，sic)作为第三代半导体材料，拥有宽禁带、高击穿场强和高热导率等优点，在高频、高压大功率领域有着广泛的应用前景。新一代航天器对能源转换效率、体积和重量均提出了更高的要求，传统硅(silicon，si)器件已经逐渐无法满足应用需求，因此碳化硅功率器件特别是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(sic mosfet)有望成为新一代航天系统的首选。
2、然而，恶劣的空间环境会对sic mosfet带来严重的威胁。在各种高能粒子和宇宙射线的作用下，元器件会发生辐射效应并导致系统出现逻辑和功能错误，是航天器在轨运行故障的重要原因之一。根据电子元件所受辐射损伤的机制和退化规律，辐射效应可分为单粒子效应(single event effect，see)、总剂量效应(total irradiation dose，tid)以及位移损伤效应，其中单粒子效应是影响器件在辐照环境下正常作业的主要威胁因素。单粒子失效模式主要有两种：一种是单粒子烧毁(single event bornout，seb)，另一种是单粒子栅穿(single event gate rupture，segr)。
3、目前采用的传统sic mosfet器件结构如图1所示，由于存在固有的栅氧介质和寄生三极管结构，在单粒子辐照下，传统sic mosfet在较低漏极偏压下会发生栅极氧化层损坏从而造成栅极漏电流增加和器件长期可靠性降低，在较
技术实现思路
1、因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法，能够解决现有的金属氧化物半导体场效应晶体管在单粒子辐照下发生单粒子烧毁和单粒子栅穿，造成器件可靠性降低和失效的问题。
2、为了解决上述问题，本申请一方面提供了一种金属氧化物半导体场效应晶体管，包括：
3、衬底；
4、位于所述衬底底部的漏极；
5、位于所述衬底背离所述漏极一侧的外延层；
6、位于所述外延层中、靠近所述外延层上表面且沿所述外延层的轴心线对称的两个p基区；
7、位于所述p基区中、靠近所述外延层上表面的源区和短路区；
8、位于所述外延层背离所述衬底一侧的栅极绝缘介质层；
9、位于所述栅极绝缘介质层背离所述外延层一侧的分隔栅极；
10、位于所述栅极绝缘介质层和所述分隔栅极背离所述外延层一侧的层间介质；
11、位于所述层间介质、所述短路区和部分所述源区背离所述漏极一侧的源极；
12、位于所述外延层中、沿所述外延层的轴心线的延伸方向与所述栅极绝缘介质层相对设置的注入区；
13、其中，所述外延层中、所述注入区背离所述衬底的一侧具有导通区，所述导通区沿平行于所述外延层的轴心线的方向延伸，以使所述注入区连通于所述源极。
14、可选的，所述导通区为方形元胞、条形元胞、圆形元胞和六角形元胞中的任意一种。
15、可选的，两个所述p基区之间的距离为a，所述注入区的宽度为b，0.1μm≤b-a≤5.0μm。
16、可选的，所述注入区的峰值注入浓度为1e+15～1e+22cm-3。
17、可选的，所述p基区的深度为c，所述导通区的深度为d，所述导通区的宽度为e；
18、其中，0.2μm≤d-c≤4.0μm，0.1μm≤a-e≤1.0μm。
19、本申请的另一方面，提供了一种制造方法，用于制作上述所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，所述制造方法包括：
20、在衬底上形成外延层；
21、在所述外延层中形成沿所述外延层的轴心线对称的两个p基区；
22、在所述p基区中形成源区和短路区；
23、在所述外延层上沿朝向所述衬底的方向刻蚀导通区；
24、在所述外延层中、所述导通区靠近所述衬底的一侧形成注入区；
25、在所述外延层的上表面形成栅极绝缘介质层；
26、在所述栅极绝缘介质层上形成分隔栅极；
27、在所述栅极绝缘介质层和所述分隔栅极上形成层间介质；
28、在所述层间介质、所述短路区和部分所述源区背离所述衬底一侧形成源极，并在所述衬底背离所述外延层的一侧形成漏极。
29、可选的，所述在所述栅极绝缘介质层上形成分隔栅极包括：
30、在所述栅极绝缘介质层上淀结多晶硅，以形成栅极；
31、去除部分所述多晶硅，未被去除的所述多晶硅形成所述分隔栅极。
32、可选的，所述p基区的深度为f，0.2μm≤f≤2.5μm，所述p基区的峰值注入浓度为1e+17～5e+19cm-3。
33、可选的，所述源区的深度为g，0.1μm≤g≤0.5μm，所述源区的峰值注入浓度为5e+18～5e+20cm-3；
34、其中，0.1μm≤f-g≤1.5μm。
35、可选的，所述短路区的深度为h，0.2μm≤h≤3.0μm，所述短路区的峰值注入浓度为5e+18～5e+21cm-3。
36、有益效果
37、本专利技术的实施例中所提供的一种金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法，其中金属氧化物半导体场效应晶体管通过在外延层中、栅极绝缘介质层朝向衬底的一侧设置注入区，能够对栅极绝缘介质层进行遮蔽，从而避免栅极绝缘介质层、外延和衬底之间形成直通路径，以实现对栅极绝缘介质层进行保护的目的，进而减轻了分隔栅极受单粒子效应的影响，以使器件在单粒子辐照过程中的栅极漏电流减小，具有良好的抗单粒子辐照性能，提高了器件工作的稳定性；同时注入区与外延层能够集成为一个pin二极管，为单粒子过程中生产的电子空穴对提供了一个泄露路径，从而能够避免器件烧毁失效；同时在外延层中、所述注入区背离所述衬底的一侧设置导通区，能够减小注入区与源极的间距，从而能够缩短电子空穴对移动路径，提高了载流子导出效率。其中，通过制造方法制作得到的的金属氧化物半导体场效应晶体管在单粒子辐照过程中的漏电流小，以使器件可靠性得到了大幅提高。并且，上述制备工艺与传统金属氧化物半导体场效应晶体管制备工艺兼容性好，无需特别调整现有工艺即可实现量产。
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1.一种金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述导通区(12)为方形元胞、条形元胞、圆形元胞和六角形元胞中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，两个所述P基区(7)之间的距离为A，所述注入区(11)的宽度为B，0.1μm≤B-A≤5.0μm。
4.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述注入区(11)的峰值注入浓度为1e+15～1e+22cm-3。
5.根据权利要求3所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述P基区(7)的深度为C，所述导通区(12)的深度为D，所述导通区(12)的宽度为E；
6.一种制造方法，其特征在于，用于制作权利要求1-5任意一项的金属氧化物半导体场效应晶体管，所述制造方法包括：
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述在所述栅极绝缘介质层(6)上形成分隔栅极(3)包括：
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述源区(5)的深度为G，0.1μm≤G≤0.5μm，所述源区(5)的峰值注入浓度为5e+18～5e+20cm-3；
10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述短路区(4)的深度为H，0.2μm≤H≤3.0μm，所述短路区(4)的峰值注入浓度为5e+18～5e+21cm-3。
...【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述导通区(12)为方形元胞、条形元胞、圆形元胞和六角形元胞中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，两个所述p基区(7)之间的距离为a，所述注入区(11)的宽度为b，0.1μm≤b-a≤5.0μm。
4.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述注入区(11)的峰值注入浓度为1e+15～1e+22cm-3。
5.根据权利要求3所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述p基区(7)的深度为c，所述导通区(12)的深度为d，所述导通区(12)的宽度为e；
6.一种制造方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱乐山，白云，刘新宇，汤益丹，郝继龙，杨成樾，田晓丽，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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