本技术涉及半导体，特别涉及一种金属氧化物半导体场效应管结构及其制备方法。
背景技术：
1、在电力电子领域中，sic mosfet在近十年发展迅速，由于其高温、高频、高效等性能优势被广泛应用于电机驱动、新能源发电、智能电网等场景。在这些应用背景下，sicmosfet的可靠性是一个关键问题，是影响电力电子设备安全、可靠运行的最核心因素。为了进一步提高开关频率，降低开关损耗，双栅极型sic mosfet在近年来被提出，其相比传统平面型器件具有相同的导通电阻与更低的栅漏电荷。但双栅极型sic mosfet面临的一个关键挑战是在阻断状态下暴露的栅极拐角带来的电场集中现象，其氧化层峰值电场可以达到7mv以上，降低了器件栅氧可靠性，导致提前击穿现象。另外，传统平面型、双栅极型sicmosfet都具有较差的短路可靠性，它们的短路耐受时间远低于硅器件。在实际应用中，一旦检测到器件短路，外部电路就会触发保护机制以关断器件，但在触发保护的时间内，器件仍需承受一定时间的短路电流。因此，从器件结构方面提高sic mosfet短路耐受能力也成为研究重点。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种金属氧化物半导体场效应管结构，其包括：
2、n型衬底；
3、n型外延层；形成于所述n型衬底的一侧；
4、p型第一阱区和p型第二阱区，形成于所述n型外延层内的上部，并且在第一方向上相互间隔设置；
5、n型电流扩展层，形成于所述n型外延层内的上部，并且位于所述p型第一阱区和p型第二阱区之间；
6、p型等电位环区，形成于所述n型外延层内的上部并且至少部分位于所述p型第一阱区和p型第二阱区、所述n型电流扩展层在第二方向上的同一侧；第一方向和第二方向之间具有非零夹角，且上下方向垂直于第一方向和第二方向所确定的平面；
7、n型第一源区和n型第二源区，所述n型第一源区形成于所述p型第一阱区内的上部，所述n型第二源区形成于所述p型第二阱区内的上部，且所述n型第一源区和n型第二源区均与所述n型电流扩展层之间间隔；
8、第一沟道区和第二沟道区，所述第一沟道区由所述p型第一阱区靠近所述n型电流扩展层的上部区域所形成，所述第二沟道区由所述p型第二阱区内靠近所述n型电流扩展层的上部区域所形成；
9、第一栅极和第二栅极，所述第一栅极位于所述第一沟道区上方，所述第二栅极位于所述第二沟道区上方；
10、p型缓冲层，形成于所述n型电流扩展层内中部区域的上部；其中，所述p型缓冲层与所述p型等电位环区之间连接或者间隔设置。
11、在一些实施例中，所述n型电流扩展层的离子掺杂浓度大于或等于所述n型外延层的离子掺杂浓度；所述n型电流扩展层的离子掺杂浓度与所述n型外延层的离子掺杂浓度二者之间的比值为1～20。
12、在一些实施例中，所述p型缓冲层在第一方向上的宽度与所述n型电流扩展层在第一方向上的宽度之比为0.2～0.5。
13、在一些实施例中，所述p型第一阱区内形成有位于所述n型第一源区背离所述n型电流扩展层一侧的p型第一接触区；
14、所述p型第二阱区形成有位于所述n型第二源区背离所述n型电流扩展层一侧的p型第二接触区。
15、在一些实施例中，所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区的离子掺杂浓度相同；和/或，所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区的结深相同。
16、在一些实施例中，所述金属氧化物半导体场效应管结构包括：
17、第一栅氧层和第二栅氧层，所述第一栅氧层位于所述第一沟道区和所述第一栅极之间，所述第二栅氧层位于所述第二沟道区和所述第二栅极之间；
18、层间介质层，包覆所述第一栅极和第二栅极露出的部分，并填充所述第一栅极和所述第二栅极之间的间隔。
19、在一些实施例中，所述金属氧化物半导体场效应管结构包括：
20、第一源极和第二源极，所述第一源极位于所述n型第一源区，所述第二源极位于n型第二源区上方；
21、漏极；位于n型衬底背离所述n型外延层的一侧。
22、本技术实施例提供了一种金属氧化物半导体场效应管结构的制备方法，其包括：
23、提供n型衬底，并在所述n型衬底的一侧形成n型外延层；
24、在所述n型外延层内的上部形成p型第一阱区和p型第二阱区以及n型电流扩展层；其中，所述p型第一阱区和p型第二阱区在第一方向上间隔设置，所述n型电流扩展层位于所述p型第一阱区和p型第二阱区之间；
25、在所述p型第一阱区内的上部形成n型第一源区，在所述p型第二阱区内的上部形成n型第二源区；所述n型第一源区和n型第二源区均与所述n型电流扩展层之间间隔；所述p型第一阱区内靠近所述n型电流扩展层的上部区域形成第一沟道区，所述p型第二阱区内靠近所述n型电流扩展层的上部区域形成第二沟道区；
26、在所述n型电流扩展层内中部区域的上部形成p型缓冲层以及在所述n型外延层内的上部形成p型等电位环区；其中，所述p型缓冲层与所述p型等电位环区之间连接或者间隔设置，所述p型等电位环区的至少部分位于所述p型第一阱区和p型第二阱区、所述n型电流扩展层在第二方向上的同一侧；第一方向和第二方向之间具有非零夹角，且上下方向垂直于第一方向和第二方向所确定的平面；
27、在所述第一沟道区上方形成第一栅极，在所述第二沟道区上方形成第二栅极。
28、在一些实施例中，所述方法包括：
29、在所述p型第一阱区内形成有位于所述n型第一源区背离所述n型电流扩展层的p型第一接触区，以及在所述p型第二阱区形成有位于所述n型第二源区背离所述n型电流扩展层的p型第二接触区；
30、其中，所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区三者在同一工艺中形成，或者所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区以及所述p型等电位环区在同一工艺中形成。
31、在一些实施例中，所述p型第一阱区、p型第二阱区、p型缓冲层、p型第一接触区和所述p型第二接触区、p型等电位环区、n型电流扩展层、n型第一源区及n型第二源区均采用离子注入工艺形成；所述n型外延层采用半导体生长工艺形成。
32、在一些实施例中，在所述n型电流扩展层内中部区域的上部形成p型缓冲层以及在所述n型外延层内的上部形成p型等电位环区之后，所述方法包括：
33、在所述第一沟道区之上形成第一栅氧层，在所述第二沟道区之上形成第二栅氧层；
34、在所述第一沟道区上方形成第一栅极，在所述第二沟道区上方形成第二栅极之后，所述方法包括：
35、形成层间介质层，所述层间介质层包覆所述第一栅极和第二栅极露出的部分，并填充所述第一栅极和所述第二栅极之间的间隔；
36、形成第一源极、第二源极及漏极，所述第一源极位于所述n型第一源区上方，所述第二源极位于所述n型第二源区上方；所述漏极位于n型衬底背离所述n型外延层的一侧。
37、本技术实施例所达到的主要技术效果是：
38、本技术实施例提供的金属氧化物半导体场效应管结构及其制备方法，通过在所述n型电流扩展层内中部区域的上部形成p型缓冲层，改善了阻断状态下p型第一阱区和p型第二阱区二者与n型电流扩展层，以及p型第一阱区和p型第二阱区二者与n型外延层构成pn结上的电场分布，提高金属氧化物半导体场效应管结构的耐压能力。对于，若p型缓冲层与p型等电位环区连接的，还可使第三象限体二极管的通流宽度增加，可以降低体二极管的导通压降，应用于电力电子变换器时可降低死区损耗。
1.一种金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述n型电流扩展层的离子掺杂浓度大于或等于所述n型外延层的离子掺杂浓度；所述n型电流扩展层的离子掺杂浓度与所述n型外延层的离子掺杂浓度二者之间的比值为1～20。
3.如权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述p型缓冲层在第一方向上的宽度与所述n型电流扩展层在第一方向上的宽度之比为0.2～0.5。
4.如权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述p型第一阱区内形成有位于所述n型第一源区背离所述n型电流扩展层一侧的p型第一接触区；
5.如权利要求4所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区的离子掺杂浓度相同；和/或，所述p型缓冲层、所述p型第一接触区和所述p型第二接触区的结深相同。
6.如权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述金属氧化物半导体场效应管结构包括：
7.如权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管结构，其特征在于，所述金属氧化物半导体场效应管结构包括：
8.一种金属氧化物半导体场效应管结构的制备方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的金属氧化物半导体场效应管结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
10.如权利要求9所述的金属氧化物半导体场效应管结构的制备方法，其特征在于，所述p型第一阱区、p型第二阱区、p型缓冲层、p型第一接触区和所述p型第二接触区、p型等电位环区、n型电流扩展层、n型第一源区及n型第二源区均采用离子注入工艺形成；所述n型外延层采用半导体生长工艺形成。
11.如权利要求9所述的金属氧化物半导体场效应管结构的制备方法，其特征在于，在所述n型电流扩展层内中部区域的上部形成p型缓冲层以及在所述n型外延层内的上部形成p型等电位环区之后，所述方法包括：
