一种内部均流的沟槽栅碳化硅VDMOS的制备方法与流程

本发明涉及一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法。

背景技术：

1、碳化硅mosfet是sic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。器件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，现有的碳化硅器件在功率密度越来越高，这也导致了器件散热成为了一个技术难点，器件的热分布集中，使得器件的散热难度增大，限制了器件的发展。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，使得整体导通电阻更低，热分布更加均匀。

2、本发明是这样实现的：一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤1、在碳化硅衬底下侧面淀积金属，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、在漂移层上方形成阻挡层，刻蚀阻挡层，形成通孔，对漂移层进行离子注入，形成缓冲区；

5、步骤3、去除原阻挡层，对漂移层进行离子注入，形成阱区；

6、步骤4、去除原阻挡层，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n型源区；

7、步骤5、去除原阻挡层，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；

8、步骤6、去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层，形成通孔，进行金属淀积，形成源极金属层；

9、步骤7、去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层、漂移层以及阱区，形成通孔以及凹槽，之后进行淀积，形成栅介质层；

10、步骤8、去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层以及栅介质层，形成通孔以及沟槽，对沟槽进行金属淀积，形成栅极金属层，去除阻挡层，完成制备。

11、本发明的优点在于：

12、一、器件为沟槽型vdmos结构，使得器件的导通电阻小；

13、二、针对碳化硅vdmos存在的栅极拐角处电场集中问题，p型阱区将栅极底部包裹，抑制栅极拐角处的电场集中问题；

14、三、沟槽栅碳化硅vdmos的电流从n+源区向漏极流动时，有靠近栅极区域电子浓度高，形成紧贴栅极的电流方向，使得器件内部电流分布较为集中，整体呈现器件的导通电阻偏大，在电流流过p型阱区到达漂移层之前通过缓冲区对电流进行再分布，使器件内部电流分布更均衡，器件整体导通电阻更低，热分布更合理；

15、四、在器件沟槽栅正下方构成了缓冲区和阱区的结构，可以在漏极短时间承受大电压时抑制电场快速向沟槽栅底部扩散，有效保护栅极介质层，提高栅可靠性。

技术特征：

1.一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：在漂移层上方形成阻挡层，刻蚀阻挡层，形成通孔，对漂移层进行离子注入，形成第一n型缓冲层；去除原阻挡层，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，形成第二n型缓冲层；所述缓冲区包括第一n型缓冲层以及第二n型缓冲层，所述第一n型缓冲层的掺杂浓度为2e16cm-3，所述第二n型缓冲层的掺杂浓度为6e16cm-3。

3.如权利要求1所述的一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，所述碳化硅衬底和漂移层均为n型，所述阱区为p型。

4.如权利要求1所述的一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，所述栅介质层底部至缓冲区上侧面的距离为100-200nm。

5.如权利要求1所述的一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，所述阱区的掺杂浓度为1e17 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。

6.如权利要求1所述的一种内部均流的沟槽栅碳化硅vdmos的制备方法，其特征在于，漂移层厚度为3-6μm。

技术总结本发明提供了一种内部均流的沟槽栅碳化硅VDMOS的制备方法，包括：在碳化硅衬底下侧面淀积金属，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；在漂移层上方形成阻挡层，刻蚀、离子注入，形成缓冲区、阱区、N型源区以及P型源区；去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层，形成通孔，进行金属淀积，形成源极金属层；去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层、漂移层以及阱区，形成通孔以及凹槽，之后进行淀积，形成栅介质层；去除原阻挡层，重新形成阻挡层，刻蚀阻挡层以及栅介质层，形成通孔以及沟槽，对沟槽进行金属淀积，形成栅极金属层，去除阻挡层，完成制备，使得整体导通电阻更低，热分布更加均匀。技术研发人员：施广彦,张长沙,张瑜洁,李昀佶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：2024/8/27