[发明专利]一种碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管及其制备方法，该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体的结构包括外延层、漏极、第一导电类型阱区域、第二导电类型源区域、第一导电类型重掺杂区、源电极、栅氧化层、栅电极、钝化保护层及若干个第一导电类型区域。本发明引入了第一导电类型区域，可以在增加JFET宽度的同时抑制器件栅氧内的电场强度，从而在不影响器件阻断的条件下，增加JFET区域的宽度，降低JFET区域的电阻，提升器件的导通特性。

技术领域

本发明涉及半导体和功率半导体器件及其制备方法，尤其涉及碳化硅MOSFET器件及其制造方法。

背景技术

目前碳化硅MOSFET器件存在严重的栅氧可靠性问题。为了改善器件的可靠性，必须降低碳化硅MOSFET器件栅氧内的电场强度。

为了提升碳化硅MOSFET器件的正向导通特性，通常希望能够增加JFET区域的宽度，降低JFET区域的电阻。但是JFET宽度的增加，会使得相邻P阱对栅氧电场抑制能力减弱，从而又引起栅氧可靠性问题。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管结构，解决了JFET宽度的增加，造成器件栅氧电场阻断状态时过高，而发生击穿的问题。本发明的另一目的是提供了该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管，包括：

第二导电类型外延层；

位于所述第二导电类型外延层背面的漏极；

与所述第二导电类型外延层相邻并分布于所述第二导电类型外延层两侧的第一导电类型阱区域；

位于所述第一导电类型阱区域中，靠近JFET区域的第二导电类型源区域；

位于所述第一导电类型阱区域中，远离JFET区域的第一导电类型重掺杂区；

位于所述第二导电类型源区域及所述第一导电类型重掺杂区之上的源电极；

位于JFET区域及部分所述第二导电类型源区域上方的栅氧化层；

位于所述栅氧化层之上的栅电极；

位于所述栅电极之上的钝化保护层；

位于所述第二导电类型外延层之内的若干个第一导电类型区域；

本发明优选地一种实施方式为所述第一导电类型区域掺杂浓度高于所述第二导电类型外延层。

本发明优选地一种实施方式为所述第一导电类型区域顶部延伸至所述栅氧化层下表面或与所述栅氧化层有一定距离。

本发明优选地一种实施方式为所述第一导电类型区域底部延伸至所述JFET区域底部或距离所述JFET区域底部有一定距离。

本发明优选地一种实施方式为所述第一导电类型区域位于所述JFET区域中。

本发明优选地一种实施方式为若干个所述第一导电类型区域的宽度相同。

本发明优选地一种实施方式为若干个所述第一导电类型区域的高度相同。

本发明优选地一种实施方式为所述第一导电类型区域为均匀掺杂或非均匀掺杂。

本发明适用于N型沟道MOSFET及P沟道MOSFET，进一步地，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；或所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。

本发明优选地一种实施方式为所述第二导电类型外延层包括靠近所述漏极一侧的N型重掺衬底和远离所述漏极的N型轻掺杂漂移层。