【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)屬于半導(dǎo)體，尤其涉及一種碳化硅功率器件及碳化硅功率器件的制備方法。
技術(shù)介紹
1、碳化硅功率器件是一種基于碳化硅半導(dǎo)體材料的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，碳化硅功率器件的導(dǎo)通電阻較低，開關(guān)損耗較小，且具有耐高溫和耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。在碳化硅功率器件的諸多參數(shù)中，溝道的導(dǎo)通電阻是最重要的參數(shù)之一，較低的導(dǎo)通電阻意味著在相同電流下導(dǎo)通損耗更小，從而可以提高功率轉(zhuǎn)換效率。
2、目前，碳化硅功率器件溝道的氧化層在不同摻雜類型區(qū)域處厚度不均勻，使得溝道的導(dǎo)通電阻增大，降低功率轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N碳化硅功率器件及碳化硅功率器件的制備方法，可以降低導(dǎo)電溝道的導(dǎo)通電阻，提高功率轉(zhuǎn)換效率。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N碳化硅功率器件，包括：
3、漏極層；
4、第一摻雜襯底層，所述第一摻雜襯底層設(shè)于所述漏極層的一面；
5、第一摻雜外延層，所述第一摻雜外延層設(shè)于所述第一摻雜襯底層背離所述漏極層的一面；
6、兩個(gè)源極區(qū)，所述源極區(qū)包括第一摻雜第一區(qū)、第一摻雜第二區(qū)、第二摻雜基區(qū)和第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜基區(qū)在所述第一摻雜外延層，從所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的表面起始，向所述第一摻雜襯底層延伸；
7、所述第一摻雜第一區(qū)、所述第一摻雜第二區(qū)和所述第二摻雜區(qū)分別在所述第二摻雜基區(qū)，從所述第二摻雜基區(qū)背離所述第一摻雜襯底層的表面起始，向所
8、柵氧層，所述柵氧層設(shè)于所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的一面，所述柵氧層部分接觸兩個(gè)所述源極區(qū)，所述柵氧層包括第一氧化區(qū)、第二氧化區(qū)和第三氧化區(qū)，所述第一氧化區(qū)與所述第二摻雜基區(qū)接觸，所述第二氧化區(qū)與所述第一摻雜第一區(qū)接觸，所述第三氧化區(qū)與所述第一摻雜第二區(qū)接觸，所述第三氧化區(qū)的厚度大于所述第一氧化區(qū)的厚度，所述第三氧化區(qū)的厚度大于所述第二氧化區(qū)的厚度；
9、柵極層，所述柵極層設(shè)于所述柵氧層背離所述第一摻雜外延層的一面，所述柵極層與所述源極區(qū)不接觸；
10、所述第一摻雜襯底層、所述第一摻雜外延層、所述第一摻雜第一區(qū)和所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜類型相同，所述第二摻雜基區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的摻雜類型相同，所述第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度小于所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度。
11、根據(jù)本申請(qǐng)的碳化硅功率器件，通過第一摻雜第一區(qū)和第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度梯度設(shè)置，第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度小于第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度，第一摻雜第一區(qū)靠近第二摻雜基區(qū)，使得柵氧層在第一摻雜第一區(qū)和第二摻雜基區(qū)的厚度較均勻，提高柵氧層的平滑度，可以降低導(dǎo)電溝道的導(dǎo)通電阻，提高功率轉(zhuǎn)換效率。
12、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第二摻雜基區(qū)的摻雜濃度為1e13/cm2-2e14/cm2，所述第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度為5e13/cm2-5e14/cm2，所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度為1e15/cm2-2e16/cm2。
13、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一氧化區(qū)的厚度小于或者等于所述第二氧化區(qū)的厚度。
14、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第三氧化區(qū)靠近所述第二氧化區(qū)的厚度從所述第二氧化區(qū)向所述第三氧化區(qū)依次遞增。
15、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，所述源極區(qū)和所述柵極層的擊穿電壓為35v-60v。
16、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一摻雜為n型摻雜，所述第二摻雜為p型摻雜。
17、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，碳化硅功率器件還包括：
18、絕緣層，所述絕緣層設(shè)于所述柵極層背離所述柵氧層的一面，且與所述柵氧層的邊緣接觸；
19、源極金屬層，所述源極金屬層設(shè)于所述絕緣層背離所述柵極層的一面，且與所述源極區(qū)接觸。
20、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N碳化硅功率器件的制備方法，該方法包括：
21、制備第一摻雜襯底層，并在所述第一摻雜襯底層上生長(zhǎng)第一摻雜外延層；
22、通過掩模版工藝和腐蝕工藝形成注入阻擋層，將所述注入阻擋層設(shè)于所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的一面，在所述第一摻雜外延層進(jìn)行離子注入，形成兩個(gè)源極區(qū)，所述源極區(qū)包括第一摻雜第一區(qū)、第一摻雜第二區(qū)、第二摻雜基區(qū)和第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜基區(qū)在所述第一摻雜外延層，從所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的表面起始，向所述第一摻雜襯底層延伸；
23、所述第一摻雜第一區(qū)、所述第一摻雜第二區(qū)和所述第二摻雜區(qū)分別在所述第二摻雜基區(qū)，從所述第二摻雜基區(qū)背離所述第一摻雜襯底層的表面起始，向所述第一摻雜襯底層延伸，所述第二摻雜區(qū)靠近所述第一摻雜外延層的邊緣，所述第一摻雜第二區(qū)與所述第二摻雜區(qū)接觸，所述第一摻雜第一區(qū)與所述第一摻雜第二區(qū)接觸；
24、通過濕法腐蝕工藝去除所述注入阻擋層；
25、在所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的一面濺射一層碳膜，進(jìn)行高溫退火，去除所述碳膜，通過熱氧化工藝在所述第一摻雜外延層背離所述第一摻雜襯底層的一面形成柵氧層，所述柵氧層部分接觸兩個(gè)所述源極區(qū)，所述柵氧層包括第一氧化區(qū)、第二氧化區(qū)和第三氧化區(qū)，所述第一氧化區(qū)與所述第一摻雜外延層接觸，所述第二氧化區(qū)與所述第一摻雜第一區(qū)接觸，所述第三氧化區(qū)與所述第一摻雜第二區(qū)接觸，所述第三氧化區(qū)的厚度大于所述第一氧化區(qū)的厚度，所述第三氧化區(qū)的厚度大于所述第二氧化區(qū)的厚度；
26、在所述柵氧層背離所述第一摻雜外延層的一面生成多晶硅，通過掩膜版工藝和干法腐蝕工藝，對(duì)所述多晶硅進(jìn)行干法腐蝕形成柵極層，所述柵極層與所述源極區(qū)不接觸；
27、在所述第一摻雜襯底層背離所述第一摻雜外延層的一面形成漏極層；
28、所述第一摻雜襯底層、所述第一摻雜外延層、所述第一摻雜第一區(qū)和所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜類型相同，所述第二摻雜基區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的摻雜類型相同，所述第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度小于所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度。
29、根據(jù)本申請(qǐng)的碳化硅功率器件的制備方法，通過第一摻雜第一區(qū)和第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度梯度設(shè)置，第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度小于第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度，第一摻雜第一區(qū)靠近第二摻雜基區(qū)，使得柵氧層在第一摻雜第一區(qū)和第二摻雜基區(qū)的厚度較均勻，提高柵氧層的平滑度，可以降低導(dǎo)電溝道的導(dǎo)通電阻，提高功率轉(zhuǎn)換效率。
30、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，在所述柵氧層背離所述第一摻雜外延層的一面生成多晶硅，通過掩膜版工藝和干法腐蝕工藝，對(duì)所述多晶硅進(jìn)行干法腐蝕形成柵極層之后，在所述第一摻雜襯底層背離所述第一摻雜外延層的一面形成漏極層之前，所述方法還包括：
31、通過化學(xué)氣相沉積工藝，在所述柵極層背離所述柵氧層的一面生成絕緣層，所述絕緣層與所述柵氧層的邊緣接本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種碳化硅功率器件，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第二摻雜基區(qū)的摻雜濃度為1E13/cm2-2E14/cm2，所述第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度為5E13/cm2-5E14/cm2，所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度為1E15/cm2-2E16/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第一氧化區(qū)的厚度小于或者等于所述第二氧化區(qū)的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第三氧化區(qū)靠近所述第二氧化區(qū)的厚度從所述第二氧化區(qū)向所述第三氧化區(qū)依次遞增。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述源極區(qū)和所述柵極層的擊穿電壓為35V-60V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第一摻雜為N型摻雜，所述第二摻雜為P型摻雜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅功率器件，其特征在于，還包括：
8.一種碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳化硅功率器件，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第二摻雜基區(qū)的摻雜濃度為1e13/cm2-2e14/cm2，所述第一摻雜第一區(qū)的摻雜濃度為5e13/cm2-5e14/cm2，所述第一摻雜第二區(qū)的摻雜濃度為1e15/cm2-2e16/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第一氧化區(qū)的厚度小于或者等于所述第二氧化區(qū)的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述第三氧化區(qū)靠近所述第二氧化區(qū)的厚度從所述第二氧化區(qū)向所述第三氧化區(qū)依次遞增。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏林程，倪煒江，郝志杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽芯塔電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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