一种沟槽型MOSFET元胞结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116013960A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310099056.6(22)申请日2023.01.29(71)申请人湖北九峰山实验室地址430000湖北省武汉市东湖开发区关东科技工业园华光大道18号19层(72)发明人袁俊王宽郭飞(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242专利代理师李明(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)H01L27/07(2006.01)H01L29/872(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图11页(54)发明名称一种沟槽型MOSFET元胞结构及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种沟槽型MOSFET元胞结构，包括：栅极沟槽、辅助源极沟槽、N+源区、P型基区、P+掩埋层、N漂移层、N+衬底，其中，N+源区位于P型基区上部内被P型基区半包裹，P型基区位于N漂移层上方，N漂移层位于N+衬底上方，栅极沟槽垂直贯穿N+源区及P型基区并延伸至N漂移层，辅助源极沟槽垂直贯穿P型基区并延伸至N漂移层，P+掩埋层位于栅极沟槽和辅助源极沟槽下方被N漂移层包裹，P+掩埋层位于栅极沟槽下方部分在与栅极沟槽平行方向上非连续，在空间上呈周期性分布，辅助源极沟槽底部与P+掩埋层直接接触，辅助源极沟槽底部设有欧姆接触金属层，辅助源极沟槽的侧壁集成有二极管。本发明增加了器件的导通能力，降低了导通损耗。CN116013960ACN116013960A权利要求书1/1页1.一种沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，包括：栅极沟槽、辅助源极沟槽、N+源区、P型基区、P+掩埋层、N漂移层、N+衬底，其中，所述N+源区位于所述P型基区上部内被所述P型基区半包裹，所述P型基区位于所述N漂移层上方，所述N漂移层位于所述N+衬底上方，所述栅极沟槽垂直贯穿所述N+源区及所述P型基区并延伸至所述N漂移层，所述辅助源极沟槽垂直贯穿所述P型基区并延伸至所述N漂移层，所述P+掩埋层位于所述栅极沟槽和所述辅助源极沟槽下方被所述N漂移层包裹，所述P+掩埋层位于所述栅极沟槽下方部分在与所述栅极沟槽平行方向上非连续，在空间上呈周期性分布，所述辅助源极沟槽底部与所述P+掩埋层直接接触，所述辅助源极沟槽底部设有欧姆接触金属层，所述辅助源极沟槽的侧壁集成有二极管。2.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述辅助源极沟槽的侧壁集成有肖特基二极管，所述肖特基二极管位于所述辅助源极沟槽与所述N漂移层接触区域。3.根据权利要求1所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述辅助源极沟槽的侧壁集成有PIN二极管。4.根据权利要求1～3任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述栅极沟槽底部与所述P+掩埋层直接接触。5.根据权利要求1～3任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述栅极沟槽底部与所述P+掩埋层不直接接触。6.根据权利要求1～3任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述栅极沟槽或/和辅助源极沟槽采用阶梯型多级沟槽。7.根据权利要求1～3任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述辅助源极沟槽深度大于所述栅极沟槽深度。8.根据权利要求1～3任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构，其特征在于，所述辅助源极沟槽在与所述栅极沟槽平行方向上非连续。9.权利要求1～8任一项所述的沟槽型MOSFET元胞结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.在N+衬底上外延生长N漂移层；S2.采用局部离子注入法，在所述N漂移层上形成P+掩埋层；S3.二次外延生长N漂移层；S4.采用离子注入法，在所述N漂移层上形成P型基区；S5.采用局部离子注入法，在所述P型基区上形成N+源区；S6.采用局部刻蚀法，形成贯穿所述N+源区及所述P型基区并延伸至所述N漂移层的栅极沟槽；S7.采用热氧化工艺，在所述栅极沟槽中形成栅介质层，采用多晶硅淀积工艺，在所述栅介质层上形成栅电极；S8.采用局部刻蚀法，形成源极和贯穿所述P型基区并延伸至所述N漂移层的辅助源极沟槽；S9.采用淀积金属工艺，在源极及辅助源极沟槽底部形成欧姆接触金属层，在辅助源极沟槽侧壁形成二极管。2CN116013960A说明书1/5页一种沟槽型MOSFET元胞结构及其制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种具有更好的双侧导通能力的沟槽型MOSFET元胞结构及其制备方法。背景技术[0002]SiC材料因其优良特性在高功率方面具有强大的吸引力，成为高性能功率MOSFET的理想材料之一。SiC垂直功率MOSFET器件主要有横向