[发明专利]一种碳化硅VDMOS器件及其制作方法

摘要

本发明公开了一种碳化硅VDMOS器件及其制作方法，属于功率半导体技术领域。本发明通过在传统碳化硅VDMOS器件的JFET区表面刻蚀沟槽，并在沟槽底部引入P型掺杂，同时在沟槽内形成多晶硅层，使得多晶硅层与沟槽侧壁接触形成Si/SiC异质结。本发明在器件内部集成了一个二极管，在二极管工作模式下具有导通压降低，开关速度快和反向恢复特性好的优点，在MOS工作模式时具有击穿电压高，栅极电容小和开关速度快的优点。本发明提出的器件结构优化了其在逆变电路、斩波电路等领域中的应用，并且具有工艺简单，与传统碳化硅VDMOS器件工艺兼容的优点。

主权项

一种碳化硅VDMOS器件，其元胞结构包括：自下而上依次设置的金属漏电极(10)、N+衬底(9)及N‑外延层(8)；所述N‑外延层(8)上层一端具有第一Pbase区(7)，所述N‑外延层(8)上层另一端具有第二Pbase区(71)；所述第一Pbase区(7)中具有相互独立的第一N+源区(6)和第一P+接触区(5)；所述第二Pbase区(71)中具有相互独立的第二N+源区(61)和第二P+接触区(51)；所述第一P+接触区(5)和部分第一N+源区(6)的上表面具有第一金属源电极(3)；所述第二P+接触区(51)和部分第二N+源区(61)的上表面具有第二金属源电极(31)；其特征在于：还包括第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构设于第一Pbase区(7)上表面且左右两边分别与第一N+源区(6)部分上表面和N‑外延层(8)部分上表面相接触；所述第一栅极结构包括第一栅介质层(4)、位于第一栅介质层(4)上表面的第一多晶硅栅(2)和位于第一多晶硅栅(2)上表面的第一栅电极(1)；所述第二栅极结构设于第二Pbase区(71)上表面且左右两边分别与第二N+源区(61)部分上表面和N‑外延层(8)部分上表面相接触；所述第二栅极结构包括第二栅介质层(41)、位于第二栅介质层(41)上表面的第二多晶硅栅(21)和位于第二多晶硅栅(21)上表面的第二栅电极(11)；第一栅极结构与第二栅极结构之间JFET区的内部还具有P型碳化硅区(13)及设于P型碳化硅区(13)之上与之直接接触的P+多晶硅层(12)，所述P+多晶硅层(12)与N‑外延层(8)相接触使得P型Si和N型SiC形成异质结；所述P+多晶硅层(12)上表面具有金属电极(14)，所述P+多晶硅层(12)及金属电极(14)分别与第一金属源电极(3)和第二金属源电极(31)连接；所述各金属接触之间以及P+多晶硅层(12)与两个多晶硅栅(2、21)通过介质相互隔离形成左右对称的元胞结构。