【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件及制备方法。
技术介绍
1、功率mosfet是压控型功率器件，具有栅极驱动电路简单，开关时间短，功率密度大，转换效率高的特点，被广泛的应用于各种电力电子系统。目前，功率mosfet采用的大部分仍是si基材料，然而si基mosfet的一个最主要的缺点是随着击穿电压的提高，导通电阻迅速增大，系统的功耗大大增加，这一缺点严重限制了si基mosfet功率器件的发展与应用。与传统si mosfet器件相比，sic mosfet具有导通电阻低、阻断电压高、工作频率高、开关速度快、开关损耗低、高温稳定性好等优点，适用于高压高频领域，可以取代igbt使用。并且相比于其它宽禁带材料（gan和zno），sic可以像si材料一样通过直接氧化的方法生长出稳定的氧化物，使得sic更适合制作mosfet。
2、尽管sic材料可以通过氧化生长直接形成栅氧层，但由于sic中含c元素，导致在生长过程中，栅氧层会富含c簇、悬挂键和氧空位等界面态，导致栅氧层质量较差，极大影响着sic mosfet器件使用。在沟槽栅sic mosfet器件中，由于栅氧层结构问题，导致沟槽栅氧层底部拐角会聚集很大的界面电场，更加剧了器件的早期失效概率，因此如何避免沟槽栅sicmosfet器件的栅氧层失效是提高其应用的一大难题。
技术实现思路
1、本专利技术设计了一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件，降低了栅氧处的界面电场，避免发生早期击穿失效，提
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件的制备方法，包括如下步骤：
4、s100，在n+衬底上外延生长形成n-漂移层；
5、s200，在n-漂移层上外延生长形成浅n-外延层；
6、s300，在浅n-外延层通过刻蚀形成浅n-区；
7、s400，在n-漂移层上外延生长形成覆盖浅n-区的n-外延层；
8、s500，在n-外延层上刻蚀形成延伸至浅n-区内的沟槽区；
9、s600，通过al离子注入在n-外延层上形成pw区；
10、s700，通过n离子注入在pw区顶部形成np区；
11、s800，通过al离子注入在np区上形成延伸至pw区内的pp区；
12、s900，在沟槽区内通过干氧生长形成栅氧层；
13、s1000，在沟槽区中淀积多晶硅形成poly层，作为器件的栅电极引出；
14、s1100，在沟槽区顶部通过淀积氧化物形成与np区连接的隔离介质层，隔离器件的栅极和源级；
15、s1200，在n-外延层上形成用于欧姆接触的金属层，之后通过退火，使金属与碳化硅合金化，形成欧姆接触合金层；
16、s1300，在隔离介质层和欧姆接触合金层上通过金属溅射方式形成正面电极金属，作为源电极引出。
17、具体的，步骤s200中浅n-外延层的厚度范围在0.5-1um。
18、具体的，步骤s400中的n-外延层的浓度与n-漂移层浓度一致，浓度范围在8e15cm-2-2e16cm-2。
19、具体的，步骤s600中的pw区的注入深度不小于至浅n-区的上表面。
20、具体的，步骤s800中pp区深度要大于np区深度。
21、一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件，包括从下而上依次设置的n+衬底、n-漂移层、n-外延层、欧姆接触合金层和正面电极金属；
22、所述n-外延层内设有：
23、浅n-区，位于所述n-外延层的底部，与所述n-漂移层连接；
24、pw区，位于所述n-外延层内，底部分别与所述n-漂移层和浅n-区连接；
25、np区，位于所述pw区的顶部；
26、pp区，设有若干，分别从所述np区的顶面向下延伸至pw区内；
27、沟槽区，设有若干，分别从所述np区的顶面向下延伸至浅n-区内；
28、栅氧层，生长在所述沟槽区内，截面呈u形结构；
29、poly层，淀积在所述沟槽区内，与所述栅氧层连接；
30、正面电极金属内设有：
31、隔离介质层，设有若干，分别从所述正面电极金属内向下延伸，通过所述欧姆接触合金层分别与np区、栅氧层和poly层连接。
32、本专利技术有益效果：
33、沟槽栅碳化硅mosfet由于沟槽栅氧底部拐角的界面电场集中，以及栅氧的高界面态，导致器件在运行过程中栅氧层易产生击穿失效，大幅影响着器件的使用可靠性。本专利技术在沟槽栅氧底部设有一层浓度较浅的n-区，这层浅n-区完全将沟槽底部包裹，帮助pn结在沟槽栅氧底部进行耗尽，避免了电场集中，从而降低了器件沟槽栅氧的击穿失效概率，提高器件可靠性。根据仿真验证，本专利技术结构将原本聚集于沟槽栅氧底部拐角的电场转移到了浅n-区，最大场强数值也降低了近60%。
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1.一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S200中浅N-外延层的厚度范围在0.5-1um。
3.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S400中的N-外延层（4）的浓度与N-漂移层（2）浓度一致，浓度范围在8E15cm-2-2E16cm-2。
4.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S600中的PW区（6）的注入深度不小于至浅N-区（3）的上表面。
5.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S800中PP区（8）深度要大于NP区（7）深度。
6.一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件，通过权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅MOSFET器件的制备方法制备，其特征在于，包括从下而上依次设置的N+衬底（1）、
...【技术特征摘要】
1.一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件的制备方法，其特征在于，步骤s200中浅n-外延层的厚度范围在0.5-1um。
3.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosfet器件的制备方法，其特征在于，步骤s400中的n-外延层（4）的浓度与n-漂移层（2）浓度一致，浓度范围在8e15cm-2-2e16cm-2。
4.根据权利要求1所述的一种降低沟槽栅氧电场的碳化硅mosf...
【专利技术属性】
技术研发人员：王正，杨程，裘俊庆，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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