一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅MOSFET的制造方法技术

技术编号：41063042 阅读：9 留言：0更新日期：2024-04-24 11:15

本发明专利技术提供了一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅MOSFET的制造方法，取设有漂移层的碳化硅衬底，在碳化硅衬底上淀积金属，形成漏极金属层，之后在漂移层上形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔对漂移层进行离子注入，形成超结区；通过离子注入方式依次形成掩蔽层、沟道区；通过淀积方式，形成第一源极金属区、隔离区、源区、第二源极金属区、栅极绝缘层以及栅极金属层，去除阻挡层，完成制造；采用了碳化硅超结结构，将器件的纵向耐压结构变为横向，相同厚度下，提高了器件的耐压能力。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法。

技术介绍

1、碳化硅(sic)材料作为宽禁带半导体，在高压大功率领域已经有了较为广泛的应用，但是其厚外延的成本一直不能有效控制，限制了sic mosfet的进一步扩大应用。

2、碳化硅由于其材料特性，其纵向mosfet寄生pn结体二极管的导通压降大，使得器件在未开启时的续流损耗大，这是碳化硅损耗不得不考虑的一个问题，也是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，采用了碳化硅超结结构，将器件的纵向耐压结构变为横向，相同厚度下，提高了器件的耐压能力。

2、本专利技术是这样实现的：一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，包括如下步骤：

3、步骤1、取设有漂移层的碳化硅衬底，在碳化硅衬底上淀积金属，形成漏极金属层，之后在漂移层上形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔对漂移层进行离子注入，形成超结区；

4、步骤2、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔对漂移层进行离子注入，形成掩蔽层；

5、步骤3、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔对漂移层进行离子注入，形成沟道区；

6、步骤4、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔进行金属淀积，形成第一源极金属区；

7、步骤5、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔淀积，依次形成隔离区、源区以及第二源极金属区，源极金属层包括所述第一源极金属区以及第二源极金属区；

8、步骤6、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，通过通孔淀积栅极绝缘层；

9、步骤7、去除阻挡层后重新形成阻挡层，并对阻挡层刻蚀形成通孔，并蚀刻栅极绝缘层形成沟槽，之后通过通孔在沟槽上淀积金属，形成栅极金属层，去除阻挡层，完成制造。

10、进一步地，所述碳化硅衬底、漂移层、沟道区以及源区均为n型；所述超结区、掩蔽层以及隔离区均p型。

11、进一步地，所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1×1020cm-3~6×1020cm-3，所述漂移层的掺杂浓度为1×1016cm-3~2×1016cm-3，所述超结区的掺杂浓度为1×1017cm-3~2×1017cm-3，所述沟道区的掺杂浓度为3×1016cm-3~6×1016cm-3，所述掩蔽层的掺杂浓度为0.6×1017cm-3~1.2×1017cm-3，所述隔离区的掺杂浓度为1×1016cm-3~2×1016cm-3，所述源区的掺杂浓度为1×1020cm-3~6×1020cm-3。

12、本专利技术的优点在于：本专利技术一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，采用了碳化硅超结结构，将器件的纵向耐压结构变为横向，相同厚度下，提高了器件的耐压能力；采用了l型源极金属，构建了寄生体肖特基二极管，降低了原本pn结体二极管的压降，降低mos续流时的损耗；采用了掩蔽层结构，保护了沟槽栅拐角处电场集中导致的栅易被击穿问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于，所述碳化硅衬底、漂移层、沟道区以及源区均为n型；所述超结区、掩蔽层以及隔离区均p型。

3.如权利要求1所述的一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于，所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1×1020cm-3~6×1020cm-3，所述漂移层的掺杂浓度为1×1016cm-3~2×1016cm-3，所述超结区的掺杂浓度为1×1017cm-3~2×1017cm-3，所述沟道区的掺杂浓度为3×1016cm-3~6×1016cm-3，所述掩蔽层的掺杂浓度为0.6×1017cm-3~1.2×1017cm-3，所述隔离区的掺杂浓度为1×1016cm-3~2×1016cm-3，所述源区的掺杂浓度为1×1020cm-3~6×1020cm-3。

【技术特征摘要】

1.一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，其特征在于，所述碳化硅衬底、漂移层、沟道区以及源区均为n型；所述超结区、掩蔽层以及隔离区均p型。

3.如权利要求1所述的一种低体二极管压降的碳化硅超结沟槽栅mosfet的制造方法，其特征在于，所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1×1020cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长沙，李昀佶，施广彦，
申请(专利权)人：泰科天润半导体科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人