SiC沟槽MOSFET器件的制作方法

本技术涉及电子元器件，尤其涉及一种sic沟槽mosfet器件。

背景技术：

1、近年来，半导体器件例如功率mosfet已被广泛应用于汽车电子、开关电源及工业控制等领域。为了不断提高功率转换效率和功率密度，设计高效的功率moseft开关器件至关重要。而碳化硅（sic）材料具有禁带宽度大、热导率高、击穿场强高、电子饱和漂移速度高等优点，特别适合制作大功率、高频、高温半导体功率器件，因此sic功率器件技术得到国内外众多半导体公司和研究机构的广泛关注，其中sic沟槽mosfet由于其导通电阻低、芯片面积小等优势成为研究热点之一。

2、在sic沟槽mosfet传统栅氧制备过程中，由于其沟槽底部氧化速率远远低于沟槽侧壁的氧化速率，导致其沟槽底部栅氧质量较差，沟槽拐角处易发生电场集中，器件击穿特性恶化。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能够解决沟槽拐角处易提前击穿问题，提高器件可靠性的sic沟槽mosfet器件。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种sic沟槽mosfet器件，其特征在于：

3、包括衬底层，所述衬底层的上侧有外延形成的n-漂移区，所述n-漂移区的上表面形成有栅区沟槽，所述栅区沟槽的底部和侧壁形成有二氧化硅层，所述沟槽内二氧化硅层上的剩余间隙被栅极多晶硅填充，所述栅区沟槽的左右两侧均有一个p阱区域，每个所述p阱区域上分别形成n+区域和p+区域，所述p+区域的厚度大于所述n+区域的厚度，所述p+区域位于所述器件的外侧设置，所述n+区域位于所述器件的内侧设置，所述多晶硅的上表面形成有栅极，所述栅极的两端延伸到所述n+区域边缘，所述p+区域的上表面各形成有一个源极，且所述源极延伸到所述n+区域的上表面，所述衬底层的下表面形成有漏极。

4、优选的，所述衬底层为sic衬底。

5、进一步的技术方案在于：所述栅区沟槽内底部的二氧化硅层的厚度大于所述栅区沟槽内侧壁的二氧化硅层的厚度。

6、优选的，所述衬底层的厚度小于所述n-漂移区的厚度。

7、优选的，所述n+区域的宽度大于所述p+区域的宽度。

8、优选的，所述n+区域、p+区域以及多晶硅的上表面在同一平面上。

9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述器件中沟槽底部的氧化层厚度大于沟槽侧壁氧化层的厚度，解决了沟槽拐角处易提前击穿问题，提高了器件可靠性。

技术特征：

1.一种sic沟槽mosfet器件，其特征在于：包括衬底层（1），所述衬底层（1）的上侧形成有n-漂移区（2），所述n-漂移区（2）的上表面形成有栅区沟槽（3），所述栅区沟槽（3）的底部和侧壁形成有二氧化硅层（4），所述沟槽内二氧化硅层（4）上的剩余间隙被栅极多晶硅（5）填充，所述栅区沟槽（3）的左右两侧分别有一个p阱区域（6），每个所述p阱区域（6）上分别形成一个n+区域（7）和p+区域（8），所述p+区域（8）的厚度大于所述n+区域（7）的厚度，所述p+区域（8）位于所述器件的外侧设置，所述n+区域（7）位于所述器件的内侧设置，所述多晶硅（5）的上表面形成有栅极（9），所述栅极（9）的两端延伸到所述n+区域（7）边缘，所述p+区域（8）的上表面各形成有一个源极（10），且所述源极（10）延伸到所述n+区域（7）的上表面，所述衬底层（1）的下表面形成有漏极（11）。

2.如权利要求1所述的sic沟槽mosfet器件，其特征在于：所述衬底层（1）为sic衬底。

3.如权利要求1所述的sic沟槽mosfet器件，其特征在于：所述栅区沟槽（3）内底部的二氧化硅层（4）的厚度大于所述栅区沟槽（3）内侧壁的二氧化硅层（4）的厚度。

4.如权利要求1所述的sic沟槽mosfet器件，其特征在于：所述衬底层（1）的厚度小于所述n-漂移区（2）的厚度。

5.如权利要求1所述的sic沟槽mosfet器件，其特征在于：所述n+区域（7）的宽度大于所述p+区域（8）的宽度。

6.如权利要求1所述的sic沟槽mosfet器件，其特征在于：所述n+区域（7）、p+区域（8）以及多晶硅（5）的上表面在同一平面上。

技术总结
本技术公开了一种SiC沟槽MOSFET器件，包括衬底层，所述衬底层的上侧有外延形成的N‑漂移区，所述N‑漂移区的上表面形成有栅区沟槽，所述栅区沟槽的底部和侧壁形成有二氧化硅层，所述沟槽内二氧化硅层上的剩余间隙被栅极多晶硅填充，所述栅区沟槽的左右两侧均有一个P阱区域，每个所述P阱区域上分别形成N+区域和P+区域，所述多晶硅的上表面形成有栅极，所述栅极的两端延伸到所述N+区域边缘，所述P+区域的上表面各形成有一个源极，且所述源极延伸到所述N+区域的上表面，所述衬底层的下表面形成有漏极。所述器件中沟槽底部氧化层厚度大于沟槽侧壁氧化层厚度，解决了沟槽拐角处易提前击穿问题，提高了器件可靠性。

技术研发人员：李波,刘相伍,廖龙忠,陟金华,张志国,安国雨,付兴中,刘佳霖,张力江,周国,商庆杰,高昶,冯旺
受保护的技术使用者：北京国联万众半导体科技有限公司
技术研发日：20221116
技术公布日：2024/1/12