超结MOSFET及其制备方法技术

技术编号:45944200 阅读:20 留言:0更新日期:2025-07-25 18:10
本申请涉及一种超结MOSFET及其制备方法,该制备方法包括:在碳化硅衬底的顶面形成碳化硅外延层后,在碳化硅外延层中形成第一沟槽;对第一沟槽底部的碳化硅外延层进行离子注入,在第一沟槽底部的碳化硅外延层中形成第一柱层;形成填充满第一沟槽的第二柱层;第二柱层与第一柱层的导电类型相同,且与碳化硅外延层的导电类型相反;在碳化硅外延层的背离碳化硅衬底的一侧中以及第二柱层的背离碳化硅衬底的一侧中形成体区;形成贯穿体区的第二沟槽,第二沟槽位于第一沟槽一侧;在第二沟槽内形成栅极结构。本申请方法降低了形成第一沟槽的工艺难度,并减小超结MOSFET的栅漏电容和导通电阻。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体,特别涉及一种超结mosfet及其制备方法。


技术介绍

1、碳化硅(sic)是一种第三代半导体材料,禁带宽度是硅(si)的3倍,临界击穿场强是si的10倍,电子饱和漂移速率是si的2倍,热导率是si的3倍,使得sic mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金氧半场效晶体管)具有比si mosfet导通电阻更小、开关电压更高、应用频率更高、温度性能更好的显著性能优势,在电力电子行业应用中具有广阔前景。

2、super junction(超结)技术是一种创新技术,能提高sic mosfet的击穿电压,降低导通电阻,减小功率损耗。目前,业界主要的超结工艺路线包括深沟槽超结工艺,深沟槽超结工艺通过深沟槽刻蚀和外延填充技术形成p型柱,然而,由于碳化硅(sic)材料的特性,如高硬度,在氮化硅材料中刻蚀深沟槽时,特别是深沟槽的深度较深时,深沟槽的深度、侧壁倾斜度、侧壁形貌等都不容易控制,工艺难度大,并且还存在栅漏电容和导通电阻较大等问题。

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【技术保护点】

1.一种超结MOSFET的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的超结MOSFET的制备方法,其特征在于,所述第一柱层的深度为2微米-4微米,所述第一沟槽的深度为3微米-6微米;所述第一柱层中的杂质离子浓度与所述第二柱层中的杂质离子浓度相同。

3.根据权利要求2所述的超结MOSFET的制备方法,其特征在于,所述第一柱层的导电类型为P型;对所述第一沟槽底部的碳化硅外延层进行离子注入时,注入能量范围为30~120KeV,注入剂量范围为1E14atom/cm2~5E15atom/cm2,注入的杂质离子包括硼离子、镓离子或铟离子中的一种或组合。

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【技术特征摘要】

1.一种超结mosfet的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的超结mosfet的制备方法,其特征在于,所述第一柱层的深度为2微米-4微米,所述第一沟槽的深度为3微米-6微米;所述第一柱层中的杂质离子浓度与所述第二柱层中的杂质离子浓度相同。

3.根据权利要求2所述的超结mosfet的制备方法,其特征在于,所述第一柱层的导电类型为p型;对所述第一沟槽底部的碳化硅外延层进行离子注入时,注入能量范围为30~120kev,注入剂量范围为1e14atom/cm2~5e15atom/cm2,注入的杂质离子包括硼离子、镓离子或铟离子中的一种或组合。

4.根据权利要求1或3所述的超结mosfet的制备方法,其特征在于,形成填充满所述第一沟槽的第二柱层的过程包括:

5.根据权利要求4所述的超结mosfet的制备方法,其特征在于,所述第二柱材料层包括位于所述第一沟槽内壁表面以及所述碳化硅外延层的背离所述碳化硅衬底的表面的第一子柱材料层和位于所述第一子柱材料层表面并填充满所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴冠涛吴贤勇黄栋栋刘慧娟张汀
申请(专利权)人:上海积塔半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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