具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件，該具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件包括：襯底和外延層；外延層設(shè)置在襯底的上面。本實用新型較好的解決了SiCMOSFET存在反型層遷移率過低，導(dǎo)致器件跨導(dǎo)、導(dǎo)通電阻輸出特性變差的問題。
【專利說明】具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于高壓半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件。
【背景技術(shù)】
[0002]基于整個微電子領(lǐng)域的基石——娃材料的高壓MOSFET半導(dǎo)體器件的研究應(yīng)用半個多世紀(jì)以來，使高壓半導(dǎo)體器件得到長足發(fā)展，極大地促進了電力電子技術(shù)的進步。20世紀(jì)80年代以來，硅材料本身的物理特性對硅基功率器件性能的限制被認(rèn)識得越來越清晰，基硅高壓MOSFET器件在導(dǎo)通壓降與耐壓之間存在嚴(yán)重矛盾，要進一步發(fā)展存在瓶頸。
[0003]目前限制SiCMOSFET發(fā)展的主要因素是反型層遷移率過低，導(dǎo)致器件跨導(dǎo)、導(dǎo)通電阻等輸出特性變差。據(jù)報道η溝SiCMOSFET的表面遷移率不到體遷移率的一半，這一點嚴(yán)重影響了 SiCMOSFET的進一步發(fā)展。造成SiCMOS器件表面遷移率低的主要原因是:高密度的界面態(tài)電荷和非理想平面造成的表面粗糙。源漏區(qū)高摻雜的離子注入工藝是導(dǎo)致SiO2/SiC界面不平整和界面態(tài)密度高的主要原因。SiC材料離子注入的工藝難度較大，離子注入后雜質(zhì)需要在1600°C左右的高溫下進行退火，注入及退火過程會在SiC表面及體內(nèi)產(chǎn)生大量缺陷。注入在表面產(chǎn)生缺陷又會直接影響到柵氧化層的質(zhì)量，導(dǎo)致Si02/SiC界面態(tài)密度增大。離子注入后的雜質(zhì)在常溫下不能完全離化，也會導(dǎo)致源漏區(qū)的電阻變大、跨導(dǎo)減小。另外，隨著SiCMOSFET器件的耐壓不斷提高，該器件的終端會存在嚴(yán)重的電場集中問題。
[0004]現(xiàn)有的SiCMOSFET存在反型層遷移率過低，導(dǎo)致器件跨導(dǎo)、導(dǎo)通電阻輸出特性變差的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型實施例的目的在于提供一種具有場板終端保護的4H_SiC肖特基源漏MOSFET器件，旨在解決現(xiàn)有的SiCMOSFET存在反型層遷移率過低，導(dǎo)致器件跨導(dǎo)、導(dǎo)通電阻輸出特性變差的問題。
[0006]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種具有場板終端保護的4H_SiC肖特基源漏MOSFET器件，該具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件包括:襯底和外延層；外延層設(shè)置在襯底的上面；外延層表面先后分別制備了多晶硅肖特基有源區(qū)和漏區(qū)，柵氧化層和柵極。
[0007]進一步，外延層的厚度為2μπι的摻硼外延層，硼的摻雜濃度為1.4X1016cm_3。
[0008]進一步，該具有場板終端保護的4H_SiC肖特基源漏MOSFET器件的單管柵長分別
1.5 μ m,柵寬為 30 μ m。
[0009]進一步，室溫下不同側(cè)墻厚度對MOSFET器件特性的影響，小于0.12 μ m的側(cè)墻使器件的飽和電流有減小，器件的跨導(dǎo)降低，側(cè)墻大于0.12 μ m后，器件不能正常開啟，飽和電流急劇減小，sidewall = 0.3 μ m時器件的飽和電流不到I μ A/ μ m ;
[0010]表面反型后η型溝道和側(cè)墻下的P型區(qū)形成ρη結(jié)，溝道的打開寄希望于ρη結(jié)空間電荷區(qū)的橫向擴展，下式給出了 Pn結(jié)勢壘寬度的表達式:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種具有場板終端保護的4H-Sic肖特基源漏MOSFET器件，其特征在于，該具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件包括:襯底和外延層；外延層設(shè)置在襯底的上面；外延層表面先后分別制備了多晶硅肖特基有源區(qū)和漏區(qū)，柵氧化層和柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件，其特征在于，外延層的厚度為2μηι的摻硼外延層。
3.如權(quán)利要求1所述的具有場板終端保護的4H-SiC肖特基源漏MOSFET器件，其特征在于，所述柵極的單管柵長分別1.5 μ m，柵寬為30 μ m。
【文檔編號】H01L29/47GK203707140SQ201320672241
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】張發(fā)生 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)