一种耐漏极电压冲击的碳化硅VDMOS的制备方法与流程

    技术2025-02-04  52


    本发明涉及一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法。


    背景技术:

    1、碳化硅vdmos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;随着碳化硅vdmos结构和制备工艺的发展,推动器件导通电阻降低和可靠性提高;而对于沟槽栅器件,其容易受到漏极偶尔的电压冲击,容易产生不可恢复的损伤,所以亟需提高漏源和漏栅的抗电压冲击能力能,以有效提高器件的可靠性。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题,在于提供一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,能提高器件的耐漏极电压冲击能力的同时提高开关速度。

    2、本发明是这样实现的:一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,包括如下步骤:

    3、步骤1、在所述碳化硅衬底的下侧面淀积金属,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,形成导电层;

    5、步骤3、去除阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对漂移层进行离子注入,形成保护层;

    6、步骤4、去除阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对漂移层进行离子注入,形成掩蔽层;

    7、步骤5、去除阻挡层,对漂移层进行离子注入,形成阱区;

    8、步骤6、在漂移层上形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对阱区进行离子注入,形成n型源区;

    9、步骤7、去除阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,对阱区进行离子注入,形成p型源区;

    10、步骤8、去除阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,刻蚀漂移层至n型源区以及p型源区上侧面,淀积金属,形成源极金属层;

    11、步骤9、去除阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀阻挡层形成通孔,并刻蚀漂移层以及阱区至所述掩蔽层上侧面,氧化形成栅介质层,所述栅介质层内设有沟槽;

    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,淀积金属,形成栅极金属层。

    13、本发明的优点在于:

    14、一、本发明采用沟槽栅结构,器件具备低导通电阻的特点;

    15、二、本发明在阱区下方构建了保护层,若漏极出现大的电压冲击时,电场在p型保护层快速缓冲,对器件的源区和阱区结构不产生影响,提高器件漏极的源极的电压冲击;

    16、三、本发明的栅极金属层正下方构建了掩蔽层和导电层,该掩蔽层掺杂浓度高,导电层为n型高掺杂,电场在n型区域扩散时,在该区域由于掺杂浓度高而扩散速度减慢,综合实现在栅极下方电场的扩散速度,提高栅极耐漏极电压冲击的能力;

    17、四、本发明导电层与掩蔽层之间有一层漂移层,这是为了避免导电层减弱掩蔽层对栅极绝缘介质处的电场缓冲;

    18、五、本发明导电层实现器件栅漏电容的屏蔽,有效降低器件的栅漏电容,提高器件的开关速度;

    19、六、本发明导电层将来自于n型源区的电子向中间区域引流,降低器件的总导通电阻。



    技术特征:

    1.一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于:所述导电层位于所述凹槽正下方。

    3.如权利要求1所述的一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于:所述碳化硅衬底、漂移层以及导电层均为n型;所述保护层、掩蔽层以及阱区均为p型。

    4.如权利要求1所述的一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于:所述导电层上侧面到掩蔽层下侧面的距离为200nm;所述掩蔽层的厚度为100nm;所述保护层的厚度为330nm。

    5.如权利要求1所述的一种耐漏极电压冲击的碳化硅vdmos的制备方法,其特征在于:所述导电层的厚度为300nm。

    6.如权利要求1所述的一种耐漏极电压冲击的碳化硅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6e16cm-3,所述导电层的掺杂浓度为5e17cm-3,所述保护层的掺杂浓度为8e17cm-3,所述掩蔽层的掺杂浓度为2e18cm-3,所述阱区的掺杂浓度为5e17 cm-3,所述n型源区的掺杂浓度为2e18cm-3,所述p型源区的掺杂浓度为1e19cm-3。


    技术总结
    本发明提供了一种耐漏极电压冲击的碳化硅VDMOS的制备方法,包括:在所述碳化硅衬底的下侧面淀积金属,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;在漂移层上形成阻挡层,刻蚀,离子注入,形成导电层、保护层、掩蔽层及阱区,在漂移层上形成阻挡层,刻蚀,对阱区进行离子注入,形成N型源区及P型源区;重新形成阻挡层,刻蚀漂移层至N型源区以及P型源区上侧面,淀积金属形成源极金属层;重新形成阻挡层,并刻蚀漂移层以及阱区至所述掩蔽层上侧面,氧化形成栅介质层,所述栅介质层内设有沟槽;去除原阻挡层,重新形成阻挡层,刻蚀,淀积金属,形成栅极金属层;提高器件的耐漏极电压冲击能力的同时提高开关速度。

    技术研发人员:李昀佶,张长沙,胡慧娜,施广彦
    受保护的技术使用者:泰科天润半导体科技(北京)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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