[发明专利]一种异质结沟槽T型栅功率MOSFET器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种异质结沟槽T型栅功率MOSFET器件及其制备方法，包括：衬底、异质外延缓冲层、外延沟道层、源区重掺杂欧姆接触区、漏电极和栅电极；异质外延缓冲层的材料为β‑Ga₂O₃；异质外延缓冲层内分别设有源区电流阻挡层；异质外延缓冲层内设有外延沟道层；外延沟道层的材料为掺杂的β‑Ga₂O₃；外延沟道层上开设有沟槽；外延沟道层上和沟槽的内壁上设有第一栅氧化层；第一栅氧化层的表面设有第二栅氧化层，第二栅氧化层的表面设有第三栅氧化层；异质外延缓冲层上设有钝化层；栅电极的两侧分别设有源电极；述源电极下端连接有源区重掺杂欧姆接触区。本发明提高了β‑Ga₂O₃MOSFET击穿电压，减少栅漏电流，改善器件高温可靠性，实现增强型MOSFET。

技术领域

本发明属于高频高功率应用的分立器件技术领域，具体涉及一种异质结沟槽T型栅功率MOSFET器件及其制备方法。

背景技术

基于宽禁带半导体材料的功率器件具有击穿场强大、导通电阻低、耐高温、耐辐照、体积小的优点，成为制作功率器件的优选材料。目前以SiC、GaN等为代表宽禁带半导体材料及器件经过多年的发展，器件性能已经逐渐接近或超过硅基功率器件。然而，由于SiC、GaN体块单晶生长难度大、成本高限制了后期器件的应用。Ga₂O₃材料是继SiC、GaN之后的新兴宽禁带半导体材料，其远超SiC、GaN的禁带宽度(4.7-4.9eV)、极高的理论击穿电场8MV/cm，不仅使其耐高温、高压、抗辐照能力强等物理特性优于SiC、GaN，而且还具有其他良好的材料特性，如深紫外光探测的光学特性和高灵敏度的气敏特性，兼具了蓝宝石的透明性和SiC的导电性，在高频、大功率器件和紫外光探测器、透明导电薄膜等方面有很大的应用空间，在航天、军事、核能方面有广阔的应用前景。

但由于β-Ga₂O₃应用于高功率或高频应用时存在电子传输速率不足、热导率偏低所致自热效应严重等问题，极大影响β-Ga₂O₃ MOSFET器件高压性能。且由于氧空位的存在，天然的β-Ga₂O₃只存在n型，使其很难形成增强型器件。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种异质结沟槽T型栅功率MOSFET器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例的第一方面提供一种异质结沟槽T型栅功率MOSFET器件，包括：衬底、异质外延缓冲层、外延沟道层、源区重掺杂欧姆接触区、漏电极和栅电极；

所述漏电极、所述衬底和所述异质外延缓冲层由下至上依次设置；

所述异质外延缓冲层的材料为β-Ga₂O₃；

所述异质外延缓冲层的两侧部内分别设有源区电流阻挡层；

所述源区电流阻挡层为沿深度方向和水平方向延伸的L型结构；

所述源区电流阻挡层的沿深度方向延伸的部分靠近所述异质外延缓冲层的外边沿且顶部与所述异质外延缓冲层的顶部平齐；

两个所述源区电流阻挡层沿深度方向延伸的部分之间的异质外延缓冲层内设有所述外延沟道层；所述外延沟道层的顶部与所述源区电流阻挡层的顶部平齐；所述外延沟道层的材料为掺杂的β-Ga₂O₃；

所述外延沟道层上开设有沟槽；

所述外延沟道层上和所述沟槽的内壁上设有第一栅氧化层；

所述第一栅氧化层的表面设有第二栅氧化层，所述第二栅氧化层的表面设有第三栅氧化层；