[发明专利]一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件及制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件，其特征在于：在传统全超结SiC槽栅MOSFET器件上，使用n型柱包裹侧壁p型柱构成一种侧壁超结电场。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：

1)首先在n型4H-SiC材料衬底上依次生长n型4H-SiC外延层n1与n2，其中n2的掺杂浓度大于n1；

2)通过在SF6/O2气体环境中使用电感耦合等离子体刻蚀，在n2外延层上形成深条纹沟槽，构成一定厚度的n型柱；

3)采用沟槽填充外延生长方法制备p型柱；

4)外延生长后，通过研磨和抛光将外延生长的晶片减薄至外延晶片初始厚度，使晶片表面变平；

5)然后在表面平坦的晶片上生长一层电流扩散层；电流扩散层形成后，制造一定尺寸的掩膜版对NCSL进行掩膜，并在掩膜版两边通过离子注入的形式生成两侧p+-SiC埋层区域；

6)移除掩膜版，再生长一层p型4H-SiC，形成p-body区；p-body区形成后，通过离子注入的方式形成n+-SiC源区，然后使用之前相同尺寸的掩膜版挡住一定的n+-SiC源区，并在掩膜版两边再通过离子注入的形式生成两侧p+-SiC区域；

7)在器件结构中间蚀刻一定宽度的深槽，并使得该槽的深度一定要穿过NCSL区达到n型漂移区中一定深度，并在深槽底部进行离子注入的方式形成p+-SiC区；

对深槽侧壁和底部进行干氧氧化，形成侧壁厚度为50nm的氧化层；然后，用n+-polySi材料填满器件的槽栅，作为器件的栅电极；之后，进行器件表面氧化，形成氧化层进行隔离；然后在器件表面两端蚀刻部分氧化层到p+和n+表面；之后，在器件上表面和背面淀积金属材料制造器件的源电极和漏电极。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：

所述的n型柱的掺杂浓度为6.0×10¹⁶cm^-3，侧边厚度为24.0μm。

4.根据权利要求2所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：所述的n型柱的掺杂浓度为6.0×10¹⁶cm^-3，底部包裹厚度为1.0μm。

5.根据权利要求2所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：所述的p型柱的掺杂浓度为2.0×10¹⁶cm^-3，厚度为24.0μm。

6.根据权利要求2所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：所述的电流扩散层掺杂浓度为4.0×10¹⁶cm^-3，厚度为1.7μm。

7.根据权利要求2所述的一种碳化硅槽栅功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于：所述的p+-SiC埋层的掺杂浓度为1.0×10¹⁸cm^-3，厚度为1.7μm。