[发明专利]一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET及制备方法

权利要求书

1.一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于包括：

SiC n++型衬底，至少一个外延层，外延层生长在SiC n++型衬底上，所述外延层包括：n-漂移层和n+柱区；n+柱区生长于n-漂移层上；

p+柱区，先刻蚀n+柱区再进行多外延生长得到；

有源区，注入并外延生长在所述n+柱区和p+柱区上方，所述有源区包括p型沟道层、p++型源区层、n++型源区导电层、沟槽、p型屏蔽层、源电极、漏电极、金属焊盘；所述p型屏蔽层上表面紧贴沟槽的下表面设置；所述p++型源区导电层表面同时紧贴于p型沟道层和n++型源区导电层左侧表面以及p+柱区的上表面；所述n++型源区导电层的下表面与p型沟道层的上表面紧贴设置，n++型源区导电层的下表面与p型沟道层的上表面紧贴设置。

2.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于所述源电极设于n++型源区导电层和p++型源区层的表面，所述漏电极设于SiC n++型衬底的背面。

3.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于所述源电极、漏电极的接触材料采用AlTi、Ni、TiW或AlTi，用于与外接部件形成欧姆接触。

4.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于所述金属焊盘完全覆盖沟槽、沟槽临近台面及内绝缘物质，并通过内绝缘物质与栅电极接触隔离。

5.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于所述n+柱区和p+柱区的下表面紧贴n-漂移层的上表面；n+柱区上表面紧贴p型屏蔽层拐角、侧壁表面的栅氧化层和p型沟道层下表面，并且n+柱区介于两p+柱区之间；两侧p+柱区的上表面紧贴p型沟道层下表面，位于中间的p+柱区上表面则紧贴于p型屏蔽层的下表面；所述p型屏蔽层上表面紧贴沟槽的下表面，下表面紧贴n+柱区和p+柱区的上表面。

6.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于所述n+柱区的上表面距离n-漂移层的上表面的距离为1.5～3.5μm，n+柱区的右侧可向沟槽下方延伸0.5～1.5μm，掺杂浓度可为1e16～6e16cm^-3；两侧p+柱区上表面距离n-漂移层的上表面的距离与对应n+柱区相同,掺杂浓度可为2e16～2e17cm^-3；所述p型屏蔽层的上表面距离位于沟槽下方n+柱区和p+柱区上表面的距离可为0.1～1μm。

7.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET，其特征在于还设有栅电极，栅电极紧贴设于栅氧化层表面，栅电极的下部紧贴栅氧化层的上表面，栅电极的顶端高于P型沟道层的上表面，材料为高掺杂多晶硅，当栅电极的顶端与n++型源区导电层的上表面齐平，所述栅电极设于沟槽内两侧壁处的栅氧化层中间。

8.如权利要求1所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在SiC n++型衬底外延生长n-漂移层；

步骤2：在所述n-漂移层上方沉积一层p+柱区；

步骤3：刻蚀所述p+柱区，在n-漂移层上方多外延生长n+柱区；

步骤4：依次通过注入或外延形成p型沟道层、p++型源区层和n++型源区层；

步骤5：在有源区使用等离子刻蚀形成沟槽，通过离子注入形成p型屏蔽层；

步骤6：制作栅氧化层并且用多晶硅填充沟槽；

步骤7：制作源电极和漏电极；

步骤8：制作钝化层和源区金属焊盘并与栅电极绝缘。

9.如权利要求8所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET的制备方法，其特征在于步骤3中，所述刻蚀采用HF刻蚀。

10.如权利要求8所述一种新型碳化硅基超结沟槽型MOSFET的制备方法，其特征在于在步骤7中，所述源电极和漏电极为欧姆接触。