[发明专利]一种4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，包括：

衬底层；

漂移层，位于所述衬底层的上表面；

掩蔽层，位于所述漂移层的第一区域的上表面；

基区，位于所述漂移层的第二区域的上表面；

肖特基电极，位于所述掩蔽层的第一区域的上表面，以在槽栅结构侧壁形成SBD二极管；

第一源极，位于所述掩蔽层的第二区域的上表面和所述肖特基电极的上表面；

栅介质层，位于所述第一源极的上表面、所述掩蔽层的第三区域的上表面以及所述漂移层的第三区域的上表面；

多晶硅栅层，位于所述栅介质层的内表面；

第一源区，位于所述基区的预设区域的上表面；

第二源区，位于所述基区的其余区域的上表面；

第二源极，位于所述第一源区和所述第二源区的上表面；

栅极，位于所述多晶硅栅层的上表面；

漏极，位于所述衬底层的下表面；

所述掩蔽层为P+型掩蔽层，所述掩蔽层为高斯掺杂，掺杂元素为B元素或者Al元素，该P+型掩蔽层底部的掺杂浓度为1×10¹⁸~5×10¹⁸/cm³，顶部的掺杂浓度为1×10¹⁷~5×10¹⁷/cm³；

所述第一源极分为两部分，一部分位于所述掩蔽层的第二区域的上表面，厚度为300~500nm；另一部分位于所述肖特基电极的上表面，所述栅介质层的右侧与所述基区、所述第二源区之间的区域。

2.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述衬底层为N型掺杂的4H-SiC衬底。

3.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述漂移层的厚度为8~10μm。

4.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述基区的掺杂元素为B元素或Al元素。

5.根据权利要求4所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述B元素或者所述Al元素的掺杂浓度均为1×10¹⁷~3×10¹⁷/cm³。

6.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述肖特基电极的势垒高度为0.5~2V。

7.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，靠近所述肖特基电极一侧的所述栅介质层的厚度为0.5~1μm，远离所述肖特基电极一侧的所述栅介质层的厚度为50~60nm。

8.根据权利要求1所述的4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件，其特征在于，所述第二源极为Ni/Ti/Al叠层金属材料。

9.一种4H-SiC侧栅集成SBD MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底层的上表面生长漂移层；

在所述漂移层的上表面生长基区；

在所述基区的预设区域生长第一源区；

在所述基区的其余区域生长第二源区；

刻蚀所述第二源区，直到所述漂移层中，形成沟槽；

在所述沟槽底部的部分区域通过离子注入，形成掩蔽层；

在所述掩蔽层的部分区域的上表面以及沟槽侧壁制备形成第一源极和肖特基电极；

在所述第一源区和所述第二源区的上表面制备形成第二源极；

在所述沟槽中淀积形成栅介质层；

刻蚀所述栅介质层，并在被刻蚀后的区域内淀积形成多晶硅栅层；

在所述多晶硅栅层的上表面制备形成栅极；在所述衬底层的下表面制备形成漏极；

所述肖特基电极，位于所述掩蔽层的第一区域的上表面，以在槽栅结构侧壁形成SBD二极管；

所述掩蔽层为P+型掩蔽层，所述掩蔽层为高斯掺杂，掺杂元素为B元素或者Al元素，该P+型掩蔽层底部的掺杂浓度为1×10¹⁸~5×10¹⁸/cm³，顶部的掺杂浓度为1×10¹⁷~5×10¹⁷/cm³；

所述第一源极分为两部分，一部分位于所述掩蔽层的第二区域的上表面，厚度为300~500nm；另一部分位于所述肖特基电极的上表面，所述栅介质层的右侧与所述基区、所述第二源区之间的区域。