[发明专利]在基于沟槽的碳化硅功率器件中的分裂栅结构

权利要求书

1.一种含有多个分裂栅沟槽MOSFET的集成结构，其特征在于，包括：

a）一个碳化硅衬底组合；

b）多个形成在碳化硅衬底组合内的沟槽，每个沟槽内衬一个钝化层，每个沟槽都用第一导电区和第二导电区以及一个绝缘材料填充，所述的绝缘材料的介电常数与碳化硅衬底组合的介电常数接近，第一导电区通过所述的绝缘材料与钝化层分开，第一和第二导电区形成集成结构的每个沟槽MOSFET的栅极区，第一导电区和第二导电区被钝化层分开；

c）一个形成在衬底组合上部的第一导电类型的掺杂本体区；以及

d）一个形成在每个沟槽附近的掺杂本体区中的第二导电类型的掺杂源极区，其中第二导电类型与第一导电类型相反。

2.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，碳化硅衬底组合包括碳化硅衬底。

3.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，碳化硅衬底组合包括外延层形成在碳化硅衬底上。

4.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，钝化层由二氧化硅构成。

5.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，绝缘材料的介电常数在碳化硅衬底组合的介电常数的50%至150%之间。

6.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，绝缘材料由氮化硅构成。

7.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，还包括：

e）一个或多个接触沟槽，每个接触沟槽形成在源极区附近的两个邻近沟槽之间，每个接触沟槽的深度穿过本体区，延伸到碳化硅衬底组合中；以及

f）形成在每个接触沟槽内的肖特基势垒金属，肖特基势垒金属在肖特基势垒金属和碳化硅衬底组合之间的交界面处形成一个肖特基结，肖特基势垒金属构成肖特基二极管的阳极，碳化硅衬底组合构成肖特基二极管的阴极。

8.如权利要求7所述的集成结构，其特征在于，还包括：

g）两个第一导电类型的掺杂屏蔽区，在每个接触沟槽的对边上，每个掺杂屏蔽区都形成在本体区内。

9.如权利要求8所述的集成结构，其特征在于，掺杂屏蔽区的重掺杂程度高于本体区。

10.如权利要求1所述的集成结构，其特征在于，在第一导电区和沟槽底部之间的那部分绝缘材料，比绝缘材料和沟槽底部之间的那部分钝化层厚得多。

11.一种用于制备含有多个分裂栅沟槽MOSFET的集成结构的方法，其特征在于，包括：

a）制备多个形成在碳化硅衬底组合内的沟槽，每个沟槽内衬一个钝化层，每个沟槽都用第一导电区和第二导电区以及一个绝缘材料填充，绝缘材料的介电常数与碳化硅衬底组合的介电常数接近，第一导电区通过绝缘材料与钝化层分开，第一和第二导电区形成集成结构的每个沟槽MOSFET的栅极区，第一导电区和第二导电区被钝化层分开；

b）用第一导电类型的掺杂物掺杂衬底组合的上部，形成一个本体区；并且

c）用第二导电类型的掺杂物掺杂一部分本体区，以便在那部分本体区中形成一个源极区，其中第二导电类型与第一导电类型相反。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，碳化硅组合包括碳化硅衬底。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，碳化硅组合包括一个外延层形成在碳化硅衬底上。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，钝化层是由二氧化硅构成的。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，绝缘层的介电常数在碳化硅衬底组合的介电常数的50%至150%之间。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，绝缘层是由氮化硅构成的。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

d）制备一个或多个接触沟槽，每个接触沟槽形成在源极区附近的两个相邻沟槽之间，每个接触沟槽的深度穿过本体区，延伸到碳化硅衬底组合中；并且

e）在每个接触沟槽内制备肖特基势垒金属，肖特基势垒金属在肖特基势垒金属和碳化硅衬底组合之间的交界面处形成一个肖特基结，肖特基势垒金属构成肖特基二极管的阳极，碳化硅衬底组合构成肖特基二极管的阴极。