集成高K介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件及制备方法

文档序号:37460509发布日期:2024-03-28 18:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:包括半导体漏区、半导体漂移区和三沟槽结构;

2.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:源端金属电极呈倒l型,分别与半导体源区、p型屏蔽区和p型重掺杂块相接触。

3.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:高k栅介质的介电常数大于20c2/(n·m2),选用材料为二氧化铪、氧化镧、二氧化钛或锆钛酸铅。

4.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:高k介质深槽区在半导体漂移区的开设深度大于半导体漂移区厚度的二分之一,但小于半导体漂移区厚度。

5.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:栅极沟槽区的开设深度和源极沟槽区中p型屏蔽区的l型槽深相同。

6.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:半导体源区、p型阱区和电流扩散层的总深度浅于栅极沟槽区和源极沟槽区。

7.根据权利要求1所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件,其特征在于:半导体漏区、半导体漂移区、电流扩散层、p型阱区、半导体源区、p型屏蔽区和p型重掺杂块的材质均为碳化硅,碳化硅材料为3c-sic、4h-sic或6h-sic。

8.一种集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件的制备方法,其特征在于:步骤1中,半导体漂移区的掺杂浓度不低于5×1015cm-3;步骤2中,电流扩散层的掺杂浓度不低于5×1016cm-3;步骤6中,p型重掺杂块的掺杂浓度需高于p型屏蔽区。

10.根据权利要求8所述的集成高k介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件的制备方法,其特征在于:步骤9中沉积的源端金属电极呈倒l型,分别与半导体源区、p型屏蔽区和p型重掺杂块相接触。


技术总结
本发明公开了集成高K介质三沟槽型碳化硅纵向功率器件及制备方法,包括半导体漏区、半导体漂移区、以及由高K介质深槽区、栅极沟槽区和源极沟槽区形成的三沟槽结构;栅极沟槽区位于高K介质深槽区内部;源极沟槽区包含P型屏蔽区和P型重掺杂块;高K介质深槽区和源极沟槽区之间区域从上至下包含半导体源区、P型阱区和电流扩散层。本发明在开态时,高K介质深槽区能提高栅极氧化物电容,降低阈值电压,并且能提高漂移区掺杂浓度,从而使比导通电阻降低;电流扩散层减轻漂移区JFET效应;在关态时,高K介质深槽区调制漂移区电场,提高击穿电压;源极沟槽区平衡漂移区顶部电场分布,使栅极沟槽拐角处不易击穿,提高栅氧稳定性。

技术研发人员:姚佳飞,刘宇遨,张鑫鹏,林琰琰,郭宇锋,杨可萌,李曼,张珺,陈静,张茂林
受保护的技术使用者:南京邮电大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/27
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