[发明专利]具有电荷补偿块的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制作方法在审
| 申请号： | 201810306662.X | 申请日： | 2018-04-08 |
| 公开（公告）号： | CN108511527A | 公开（公告）日： | 2018-09-07 |
| 发明（设计）人： | 段宝兴;杨鑫;孙李诚;王彦东;杨银堂 | 申请（专利权）人： | 西安电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/78 | 分类号： | H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336 |
| 代理公司： | 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 | 代理人： | 胡乐 |
| 地址： | 710071*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明提出了一种具有电荷补偿块的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS)及其制作方法。该器件在N+型碳化硅半导体衬底材料上表面形成掺杂浓度较小的N型碳化硅外延层，在VDMOS器件的N型碳化硅漂移区中再形成多层P型电荷补偿块；在此基础之上形成新型碳化硅VDMOS器件的有源区。该结构利用多层P型碳化硅电荷补偿块产生的新电场峰对VDMOS器件的纵向电场进行调制，优化器件击穿电压与比导通电阻矛盾的同时，充分利用了宽带隙半导体材料高临界击穿电场等特点，形成具有低比导通电阻和高击穿电压的碳化硅新型VDMOS；另外碳化硅材料的高热导率特性有利于VDMOS器件的散热，器件的性能得到了有效改善。 | ||
| 搜索关键词： | 电荷补偿 垂直双扩散金属氧化物半导体 比导通电阻 场效应管 碳化硅 多层 宽带隙半导体材料 临界击穿电场 碳化硅半导体 高击穿电压 碳化硅材料 电场 衬底材料 高热导率 击穿电压 优化器件 纵向电场 漂移区 上表面 外延层 散热 源区 调制 制作 掺杂 矛盾 | ||
【主权项】：
1.具有电荷补偿块的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：半导体材料的N+型衬底(803)，兼作漏区；在所述N+型衬底(803)上表面形成的相同半导体材料的N型外延层(801)；在所述N型外延层(801)上部区域靠近两侧形成的两处P型基区(7)；在每一处P型基区(7)中形成的沟道以及N+型源区(6)和P+沟道衬底接触(5)，其中N+型源区(6)与沟道邻接，P+沟道衬底接触(5)相对于N+型源区(6)位于沟道远端；栅氧化层(2)，位于所述N型外延层(801)上表面，覆盖两处P型基区(7)之间的部分以及相应的两处沟道；栅极(3)，位于栅氧化层(2)上表面；源极(1、4)，覆盖于P+沟道衬底接触(5)与N+型源区(6)相接区域的上表面；两处源极(1、4)共接；漏极(9)，位于所述N+型衬底(803)下表面；其特征在于：所述N+型衬底(803)和N型外延层(801)均为宽带隙半导体材料；在所述N型外延层(801)中，对应于两处P型基区(7)，分别沿纵向间隔分布有多层相同半导体材料的P型电荷补偿块(802)；P型电荷补偿块(802)的横向宽度从P型基区(7)到N+型衬底(803)呈现依次减小的趋势，其最大横向宽度不超过P型基区(7)的横向宽度；P型电荷补偿块(802)的掺杂浓度从P型基区(7)到N+型衬底(803)则呈现依次增大的趋势；N型外延层(801)的掺杂浓度比N+型衬底(803)的掺杂浓度低4‑6个数量级，P型电荷补偿块(802)的掺杂浓度比N+型衬底(803)的掺杂浓度低3‑5个数量级。
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