一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅VDMOS及其制备方法与流程

xiaoxiao2026-07-18  23


本发明涉及一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos及其制备方法。


背景技术:

1、碳化硅mosfet是碳化硅功率器件的典型代表,在电动汽车、航空航天、电力转换等领域有广泛的应用。碳化硅vdmos器件卓越的开关特性在高频应用中尤为明显,随着开关频率地提高,在一定工作频率下器件的驱动损耗和导通损耗可以相比拟,驱动损耗成为器件损耗不可忽视的一部分,降低器件驱动损耗在碳化硅器件中更为重要。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题,在于提供一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos及其制备方法,降低器件驱动电压以及驱动损耗。

2、第一方面,本发明提供了一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,包括如下步骤:

3、步骤1、在碳化硅衬底下侧面淀积金属,形成漏极金属层,在碳化硅衬底上侧面外延生长,形成漂移层;

4、步骤2、在漂移层上形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对漂移层进行离子注入,形成电流重新分配层;

5、步骤3、去除原阻挡层,在漂移层以及电流重新分配层上外延生长漂移层;

6、步骤4、在漂移层上进行离子注入,在漂移层内形成第一p型阱区;

7、步骤5、在漂移层上形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,向漂移层进行离子注入,在第一p型阱区内形成第二p型阱区;

8、步骤6、去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,向漂移层进行离子注入,形成p型源区;

9、步骤7、去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,向漂移层进行离子注入,形成n型源区;

10、步骤8、去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,刻蚀漂移层、第二p型阱区以及第一p型阱区,形成凹槽,在凹槽内进行干氧氧化,形成栅介质层,所述栅介质层内设有沟槽;

11、步骤9、去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,淀积金属,形成栅极金属层;

12、步骤10、去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对漂移层进行刻蚀,淀积金属,形成源极金属层,去除阻挡层,完成制备。

13、第二方面,本发明提供了一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos,所述碳化硅vdmos采用第一方面所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法制备得到。

14、本发明的优点在于:

15、一、器件在沟槽栅vdmos器件结构的基础上构建了双p型阱区结构,第二p型阱区低掺杂,降低了器件栅极控制反型的阱区总的电荷数,能有效降低器件的反型平衡电压,降低器件驱动电压;

16、二、在器件碳化硅衬底上方构建了电流重新分配层,减小了器件的栅漏电容,可以有效降低器件栅电荷,降低器件驱动损耗;

17、三、器件的电流重新分配层分布在栅极正下方和左右两侧,可以将栅极左右两侧的电流在漏极重新横向分配到器件整个区域,有均流的作用;

18、四、器件的电流重新分配层还能是漏极电流向电流重新分布区域集中,避免漏极大电流对器件栅极拐角处的冲击,提高器件栅极可靠性。



技术特征:

1.一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述第一p型阱区的掺杂浓度大于第二p型阱区的掺杂浓度。

3.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述第二p型阱区的下侧面与所述栅极金属层的下侧面位于同一平面。

4.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述电流重新分配层的厚度为290-310nnm。

5.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述电流重新分配层包括第一分配区、第二分配区以及第三分配区,所述第一分配区、第二分配区以及第三分配区间隔设置,且所述第二分配区设于所述栅介质层正下方,且所述第二分配区的宽度等于所述栅介质层的宽度。

6.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述电流重新分配层、碳化硅衬底以及漂移层均为n型。

7.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于,所述碳化硅衬底的掺杂浓度为2e18cm-3,所述漂移层的掺杂浓度为5e16cm-3,所述电流重新分配层的掺杂浓度为5e17cm-3,所述第一p型阱区的掺杂浓度为1e17 cm-3,所述第二p型阱区的掺杂浓度为5e17 cm-3,所述n型源区的掺杂浓度为5e18cm-3。

8.如权利要求1所述的一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅vdmos,其特征在于,所述碳化硅vdmos为权利要求1至权利要求7任意一项制备方法制备得到。


技术总结
本发明提供了一种低驱动损耗沟槽栅碳化硅VDMOS及其制备方法,包括:在碳化硅衬底下侧面淀积金属,形成漏极金属层,在碳化硅衬底上侧面外延生长,形成漂移层;形成阻挡层,刻蚀、离子注入,形成电流重新分配层;外延生长漂移层;去除原阻挡层,离子注入,在漂移层内形成第一P型阱区、第二P型阱区、P型源区及N型源区;重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,刻蚀,干氧氧化,形成栅介质层,所述栅介质层内设有沟槽;淀积金属,形成栅极金属层及源极金属层,去除阻挡层,完成制备,降低器件驱动电压以及驱动损耗。

技术研发人员:何佳,周海,单体玮,胡臻
受保护的技术使用者:浏阳泰科天润半导体技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
转载请注明原文地址:https://www.famiwei.com/read-9024843.html

最新回复(0)