环形栅SiC MOSFET功率器件及制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985956A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310266260.2(22)申请日2023.03.20(71)申请人苏州锴威特半导体股份有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市杨舍镇沙洲湖科创园B2幢01室(72)发明人罗寅谭在超丁国华(74)专利代理机构无锡市汇诚永信专利代理事务所(普通合伙)32260专利代理师葛莉华(51)Int.Cl.H01L29/423(2006.01)H01L29/417(2006.01)H01L29/16(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称环形栅SiCMOSFET功率器件及制作方法(57)摘要本发明公开一种环形栅SiCMOSFET功率器件及制作方法，涉及半导体技术领域，包括漏极金属层、SiC衬底、漂移层、在漂移层上开设的两个环形阱区，两个源区分别设置于环形阱区内部；内阱区内部的为MOSFET功率器件的第一源区，外阱区内部的为MOSFET功率器件的第二源区；第一源区和第二源区上方设置有源极金属区；栅极设置于内阱区和外阱区上方的源极金属区之间；内阱区与第一源区形成第一PN结，外阱区与第二源区形成第二PN结。该器件形成的导电沟道为围绕栅极的结构，所以纵向电流分布为环形，避免了电流集中，降低了器件内部的电流密度，改善内部的电流分布情况，降低器件内部电流集中，降低器件导通电阻。CN115985956ACN115985956A权利要求书1/2页1.一种环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，包括漏极金属层(1)、位于所述漏极金属层(1)上方的碳化硅SiC衬底(2)、位于所述SiC衬底(2)上方的漂移层(3)、在所述漂移层(3)上开设的两个环形阱区(4)，两个源区(5)分别设置于所述环形阱区(4)内部；其中，内阱区(41)内部的为MOSFET功率器件的第一源区(51)，外阱区(42)内部的为MOSFET功率器件的第二源区(52)；所述第一源区(51)和所述第二源区(52)上方设置有源极金属区(7)；栅极(8)设置于所述内阱区(41)和所述外阱区(42)上方的所述源极金属区(7)之间，形成环形结构；所述内阱区(41)与所述第一源区(51)形成第一PN结(91)，所述外阱区(42)与所述第二源区(52)形成第二PN结(92)。2.根据权利要求1所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，所述内阱区(41)与所述外阱区(42)为同心圆结构，纵向深度相同；所述内阱区(41)在MOSFET功率器件中心形成圆形结构，构成MOSFET功率器件的第一源极；所述外阱区(42)将所述内阱区(41)包围在内部，形成环形结构，构成MOSFET功率器件的第二源极。3.根据权利要求2所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，所述第一源极上方设置有圆形的第一源极金属区(71)，所述第二源极上方设置有环形的第二源极金属区(72)。4.根据权利要求3所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，所述第一源极和所述第二源极之间的所述漂移层(3)形成环形导电沟道(31)。5.根据权利要求4所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，所述环形导电沟道(31)上方设置有栅极绝缘区(6)，形成环形结构，且所述栅极绝缘区(6)内外分边别横向延伸到两个环形阱区上方，与MOSFET功率器件的两个源区接触。6.根据权利要求5所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，所述栅极(8)位于所述栅极绝缘区(6)上方，形成环形平面栅结构。7.根据权利要求1‑6任一所述的环形栅SiCMOSFET功率器件，其特征在于，两个环形阱区(4)为P型区。8.一种环形栅SiCMOSFET功率器件制作方法，应用于权利要求1‑7任一所述的环形平面栅SiC纵向MOSFET功率器件，其特征在于，所述方法包括：S1，在MOSFET功率器件的漂移层上方设置第一阻挡层，并通过对所述第一阻挡层进行蚀刻，并对外延层进行离子注入，在所述漂移层上生成两个环形阱结构；S2，重新在所述漂移层上生成第二阻挡层并进行蚀刻，以及对两个环形阱结构进行离子注入，生成第一源区和第二源区；S3，依次在所述漂移层上方生长氧化层和第三阻挡层，通过栅极绝缘去淀积，形成栅极绝缘区；S4，在所述氧化层上重新形成第四阻挡层，并进行蚀刻和源极金属淀积，形成源极金属区；S5，在所述氧化层上重新形成第五阻挡层，并进行蚀刻和栅极金属淀积，形成栅极金属区。9.根据权利要求8所述的环形栅SiCMOSFET功率器件制作方法，其特征在于，S1包括：在所述漂移层上方生成纵向深度相同的圆形孔和环形孔；圆形孔位