绝缘碳化硅栅极结构的SiC横向双扩散金属绝缘体半导体场效应管制造技术

本发明专利技术提出了一种绝缘碳化硅栅极结构的SiC横向双扩散金属绝缘体半导体场效应管，主要解决现有器件因其高的SiO<subgt;2</subgt;/SiC界面缺陷密度导致沟道迁移率下降的问题。其将传统SiC LDMOS器件的SiO<subgt;2</subgt;栅修改为绝缘SiC复合栅或绝缘SiC介质栅，该复合栅的上层介质为SiO<subgt;2</subgt;或高k材料，下层为绝缘SiC，形成SiO<subgt;2</subgt;/绝缘SiC或Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/绝缘SiC或Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;/绝缘SiC复合栅结构，绝缘SiC材料与其下部的碳化硅基区形成无缺陷的绝缘SiC/SiC界面，本发明专利技术能增大器件沟道迁移率，减小导通电阻，改善碳化硅LDMIS器件击穿电压与比导通电阻之间的矛盾关系，可用于高压功率集成电路和智能功率集成电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功率器件，具体涉及一种sic横向双扩散金属绝缘体半导体场效应管，可用于高压功率集成电路和智能功率集成电路。

技术介绍

1、硅基横向双扩散金属氧化物半导体场效应管ldmos作为典型的横向高压功率器件具有驱动能力强、击穿电压高、易于集成等优势。其主要性能指标涉及有击穿电压与比导通电阻，较高的漂移区掺杂浓度可以降低器件的导通电阻，减小其工作在反向模式时耗尽层的宽度，导致器件的击穿电压变低；而较低的漂移区掺杂浓度又会导致器件的导通电阻增大。因此ldmos器件的击穿电压与比导通电阻是一对矛盾指标，如何实现二者的优化折中是功率ldmos器件主要的研究方向。随着超结、场板、电导调制、resurf和击穿点转移等技术在ldmos器件的应用，此类器件的特性逐渐逼近硅极限，使用单一si材料优化ldmos器件击穿电压与比导通电阻的矛盾关系始终会受到si临界击穿电场的限制，对此，许多科研工作者和企业已经将目光转向sic ldmos，相比于传统si ldmos，sic ldmos具有更高的击穿电压、更低的导通电阻、更快的开关速度和更高的工作温度等优点。但由于sic ld本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种绝缘碳化硅复合栅的SiC横向双扩金属绝缘体半导体场效应管，包括：碳化硅P-型衬底(10)、碳化硅N-型外延层(7)，碳化硅N-型外延层(7)的两侧分别为L型碳化硅P型基区(6)和碳化硅N+型漏区(9)及电极，该L型碳化硅P型基区(6)的横向部分上部为碳化硅P+型接触区(4)和碳化硅N+源区(5)，竖向部分的上部为栅介质层(3)，其特征在于，栅介质层(3)采用上下两层(3a,3b)复合栅介质结构，其上层(3a)采用SiO2或高k材料，下层(3b)采用SiC绝缘材料，以减小栅极漏电流，改善器件击穿电压和比导通电阻的矛盾关系，提高器件的稳定性。

2.根据权利要求1所述的场效...

【技术特征摘要】

1.一种绝缘碳化硅复合栅的sic横向双扩金属绝缘体半导体场效应管，包括：碳化硅p-型衬底(10)、碳化硅n-型外延层(7)，碳化硅n-型外延层(7)的两侧分别为l型碳化硅p型基区(6)和碳化硅n+型漏区(9)及电极，该l型碳化硅p型基区(6)的横向部分上部为碳化硅p+型接触区(4)和碳化硅n+源区(5)，竖向部分的上部为栅介质层(3)，其特征在于，栅介质层(3)采用上下两层(3a,3b)复合栅介质结构，其上层(3a)采用sio2或高k材料，下层(3b)采用sic绝缘材料，以减小栅极漏电流，改善器件击穿电压和比导通电阻的矛盾关系，提高器件的稳定性。

2.根据权利要求1所述的场效应管，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的场效应管，其特征在于，所述上层栅介质层(3a)采用的高k材料包括氧化铝、氮化硅，其与下层的绝缘碳化硅栅介质层(3b)构成的复合栅结构包括：sio2/绝缘sic复合栅结构、al2o3/绝缘sic复合栅结构、si3n4/绝缘sic复合栅结构。

4.根据权利要求1所述的场效应管，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的场效应管，其特征在于，所述碳化硅n-型外延层(7)，其掺杂浓度和长度由所设计器件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宝兴，王雨龙，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：