[发明专利]一种沟槽型碳化硅MOSFET器件及其制造方法与应用

权利要求书

1.一种沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述沟槽型碳化硅MOSFET器件从下到上依次包括n型碳化硅衬底(1)、n型掺杂外延层(2)、n型电流传输层(3)；所述n型电流传输层(3)顶部两侧分别设有p型基区(7)，在所述p型基区(7)内侧设有相邻的双沟槽，所述相邻的双沟槽中间从上而下依次设有n型源区(5)和p型沟道区(6)；所述相邻的双沟槽内部均从上而下依次填充栅极(4)和分裂栅(8)，且所述栅极(4)和所述分裂栅(8)之间通过介质层(10)隔开。

2.如权利要求1所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述相邻的双沟槽上方均覆盖有层间介质层(9)，所述层间介质层(9)顶部设有源电极(11)，所述n型碳化硅衬底(1)背面设有漏电极(12)。

3.如权利要求1所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述n型电流传输层(3)掺杂浓度为2E16cm-3至2E17cm-3，且所述n型电流传输层(3)的掺杂浓度高于所述n型掺杂外延层(2)的掺杂浓度。

4.如权利要求1所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述p型基区(7)的深度大于所述沟槽的深度，且所述p型基区(7)的纵向尺寸能完全包裹所述沟槽侧壁，并延伸至沟槽底部。

5.如权利要求1所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述n型源区(5)与所述p型沟道区(6)的深度之和小于所述栅极(4)的厚度；所述n型源区(5)和所述p型沟道区(6)的间距均为50nm至0.5μm。

6.如权利要求5所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述n型源区(5)和所述p型沟道区(6)的间距均为50nm至200nm。

7.如权利要求2所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件，其特征在于：所述分裂栅(8)的电极与所述源电极(11)连接。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件的制造方法，其特征在于，包括：

S1、在n型碳化硅衬底(1)上依次外延生长n型掺杂外延层(2)、n型电流传输层(3)；

S2、在所述n型电流传输层(3)顶部离子注入形成n型源区(5)，p型沟道区(6)和p型基区(7)；

S3、在所述n型电流传输层(3)顶部刻蚀形成相邻的双沟槽，氧化所述相邻的双沟槽侧壁形成氧化层后，在所述相邻的双沟槽内部填充分裂栅(8)；

S4、清洗所述双沟槽和所述分裂栅(8)后，对晶片进行氧化形成介质层(10)；

S5、沉积栅极(4)。

9.如权利要求8所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件的制造方法，其特征在于：步骤S3中，氧化所述相邻的双沟槽侧壁形成氧化层的方式为高温热氧化或者化学气相积沉积，优选为高温热氧化。

10.如权利要求8所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件的制造方法，其特征在于，还包括：

S6、沉积层间介质层(9)；

S7、制备欧姆接触的源电极(11)和背面漏电极(12)。

11.一种如权利要求1-7任一项所述的沟槽型碳化硅MOSFET器件在新能源汽车主逆变器中的应用。