[发明专利]具有氮化硅阻挡层的SGT器件及制备方法

权利要求书

1.一种具有氮化硅阻挡层的SGT器件，其特征在于：包括从下至上依次层叠设置的金属化漏极(1)、N+衬底(2)、N-漂移区(3)和金属化源极(11)；

所述N-漂移区(3)中具有沟槽栅结构、P型掺杂区(4)、P+重掺杂区(6)和N+重掺杂区(5)；

所述沟槽栅结构包括氧化层(8)、位于氧化层(8)内部的控制栅电极(7)及氮化硅阻挡层(9)和屏蔽栅电极(10)，氮化硅阻挡层(9)和屏蔽栅电极(10)位于控制栅电极(7)下方，控制栅电极(7)和屏蔽栅电极(10)不接触，氮化硅阻挡层(9)为U形，氮化硅阻挡层(9)位于屏蔽栅电极(10)左右两侧和底部的氧化层(8)中；

P型掺杂区(4)位于所述沟槽栅结构两侧的N-漂移区(3)的顶层，P+重掺杂区(6)和N+重掺杂区(5)并排位于所述P型掺杂区(4)的顶层，所述P型掺杂区(4)、N+重掺杂区(5)靠近控制栅电极(7)的侧面都与所述氧化层(8)接触；P型掺杂区(4)的垂直深度不超过控制栅电极(7)的深度；P+重掺杂区(6)和N+重掺杂区(5)的上表面都和金属化源极(11)接触，金属化源极(11)和控制栅电极(7)通过所述氧化层(8)相隔离；屏蔽栅电极(10)和金属化源极(11)短接；

当器件正向导通时，控制栅电极(7)接正电位，金属化漏极(1)接正电位，金属化源极(11)接零电位；当器件反向阻断时，控制栅电极(7)和金属化源极(11)短接且接零电位，金属化漏极(1)接正电位。

2.根据权利要求1所述的一种具有氮化硅阻挡层的SGT器件，其特征在于：所述氧化层(8)为二氧化硅，或者为二氧化硅和氮化硅的复合材料。

3.根据权利要求1所述的一种具有氮化硅阻挡层的SGT器件，其特征在于：所述控制栅电极(7)和屏蔽栅电极(10)为多晶硅。

4.根据权利要求1所述的一种具有氮化硅阻挡层的SGT器件，其特征在于：器件所使用的半导体材料为体硅、或碳化硅、或砷化镓或锗硅。

5.权利要求1至4任意一项所述的一种具有氮化硅阻挡层的SGT器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)单晶硅准备及外延生长：采用重掺杂单晶硅N+衬底(2)，晶向为100，采用气相外延方法生长N^-漂移区(3)；

(2)刻槽：淀积硬掩膜作为后续挖槽的阻挡层，利用光刻板进行槽刻蚀，刻蚀出槽栅区；

(3)二氧化硅的填充：去掉硬掩膜，在槽内生长氧化层(8)；

(4)氮化硅的淀积：采用淀积工艺，在氧化层(8)上形成氮化硅阻挡层(9)；

(5)二氧化硅的淀积：采用淀积工艺，在氮化硅阻挡层(9)上形成氧化层(8)；

(6)多晶硅的淀积与刻蚀：淀积屏蔽栅电极(10)；利用光刻板刻掉氧化层(8)、氮化硅阻挡层(9)和屏蔽栅电极(10)的上半部分；

(7)二氧化硅的淀积：采用淀积工艺，在槽栅底部形成氧化层(8)；

(8)热氧化层生长：对槽栅区进行氧化层热生长，形成侧壁栅氧化层(8)；

(9)多晶硅的淀积与刻蚀：淀积控制栅电极(7)，多晶硅的厚度要保证能够填满槽型区域；利用光刻板对控制栅电极(7)刻蚀，并在控制栅电极(7)上方淀积二氧化硅，刻蚀表面二氧化硅；

(10)离子注入：P型掺杂区(4)硼注入，P型掺杂区(4)的垂直深度不超过控制栅电极(7)的深度；

(11)离子注入：N型重掺杂区砷注入，形成N+重掺杂区(5)；P型重掺杂区硼注入，形成P⁺重掺杂区(6)；

(12)金属化：正面金属化，金属刻蚀，背面金属化，钝化。