本發(fā)明涉及半導體，具體涉及一種雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件及制備方法。

背景技術：

1、隨著手機快充，國產(chǎn)新能源汽車和無刷電機的興起，中高壓mosfet的需求越來越大，中壓功率器件開始蓬勃發(fā)展。非對稱溝槽碳化硅mos器件作為中高壓mosfet的代表之一，被作為開關器件廣泛應用于電機驅動系統(tǒng)、逆變器系統(tǒng)及電源管理系統(tǒng)，是核心功率控制部件，其比導通電阻是十分重要的參數(shù)。非對稱溝槽型碳化硅mos器件相比于普通溝槽碳化硅mos器件，增加了p+阱區(qū)，有效緩解了溝槽底部電場集中效應，提高了器件耐壓水平，并且由于p+阱區(qū)半包裹柵極，使得柵極和漏極的接觸面減小，具有較小的米勒電容，降低了開關損耗，提高了器件的開關速度。

2、然而非對稱溝槽型碳化硅mos器件只存在一條電流導通路徑，導通電阻較大，且溝槽柵氧化層拐角處的電場較大，降低了器件柵氧的可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙溝道非對稱的分離柵溝槽型碳化硅mos器件及制備方法，該mos器件新增p+阱區(qū)包裹住溝槽底部，形成pn結分擔溝槽拐角處電；用csl層替代溝槽右側部分p+阱區(qū)，形成第二條電流通路，降低了器件比導通電阻，提高器件通流能力。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件的制備方法，包括：

4、s1，制備sic襯底和sic緩沖層，在所述sic襯底上形成外延層，以及在所述外延層表面形成漂移層、電流擴展層和對稱的兩個p+阱區(qū)；

5、s2，在經(jīng)s1處理的外延層表面繼續(xù)生長外延層，在所述外延層表面進行離子注入形成p-?base區(qū)、?n-plus區(qū)和間隔分布的p-plus區(qū)；

6、s3，在經(jīng)s2處理后的外延層表面進行刻蝕，在所述p+阱區(qū)上方形成溝槽，且刻蝕后，使所述p+阱區(qū)被刻蝕形成l形；

7、s4，在所述溝槽內(nèi)進行氧化物和多晶硅沉積，形成l形分離柵和柱狀分離柵；

8、s5，在所述溝槽內(nèi)繼續(xù)進行氧化物和多晶硅沉積，形成柵極；

9、s6，在所述p-plus區(qū)上表面中心處，對稱刻蝕部分氧化層，形成源溝槽；

10、s7，生成源極和漏極。

11、優(yōu)選的，所述s1具體實現(xiàn)過程包括：

12、選取n型摻雜的4h-sic襯底和n型摻雜的4h-sic緩沖層，通過mocvd同質外延方法在所述4h-sic襯底上生長n型摻雜的4h-sic漂移層；

13、在所述漂移層上表面使用高能離子注入形成電流擴展層；

14、對漂移層進行清洗、涂膠、光刻和顯影處理后，從所述電流擴展層上表面的中心處，以間距為0.4?um進行左右對稱的高能離子注入，在所述電流擴展層內(nèi)形成左右對稱的兩個p+阱區(qū)；

15、再次生成電流擴展層；

16、所述4h-sic襯底的摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1×1018～1×1020cm-3，厚度為10-12um，寬度為2-6um；

17、所述4h-sic緩沖層的摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1×1017～1×1020cm-3，厚度為1-5um，寬度為2-6um；

18、所述漂移層的摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1×1015～1×1016cm-3，厚度為6-15um，寬度為2-6um；

19、所述電流擴展層的摻雜元素為鋁元素，摻雜濃度為1×1015～1×1017cm-3，厚度為0.2-4um，寬度為2-6um；

20、所述p+阱區(qū)的摻雜元素為鋁元素或硼元素，摻雜濃度為1×1017～1×1019cm-3，每個p+阱區(qū)的厚度為0.1-1um，寬度為0.2-1um；

21、再次生成電流擴展層的摻雜元素為鋁元素，摻雜濃度為1×1015～1×1017cm-3，厚度為0.2-4um，寬度為2-6um。

22、優(yōu)選的，所述s2具體實現(xiàn)過程包括：

23、通過沉積sic的方法在經(jīng)s1處理后的外延層表面繼續(xù)生長外延層；

24、在所述外延層表面通過p型離子注入并退火，在電流擴展層上方形成p-?base區(qū)；

25、在所述外延層表面通過n型離子注入，在所述p-?base區(qū)上方形成等寬的n-plus區(qū)；

26、在所述n-plus區(qū)表面以p+阱區(qū)為中心對稱，間距為1.6um進行對稱高能離子注入，形成間隔分布的p-plus區(qū)，且所述p-plus區(qū)厚度大于所述n-plus區(qū)厚度；

27、繼續(xù)生長的所述外延層的摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1×1015～1×1016cm-3，厚度為0.6-2um，寬度為2-6um；

28、所述p-?base區(qū)為p型摻雜，摻雜元素為鋁元素或硼元素，摻雜濃度為1?×1017～1×1020cm-3，厚度為0.2-1um，寬度為1-4um；

29、所述n-plus區(qū)為n型摻雜，摻雜元素為氮元素或磷元素，摻雜濃度為1?×1018～1×1020cm-3，厚度為0.2-1um，寬度為1-4um；

30、所述p-plus區(qū)為p型摻雜，摻雜元素為鋁元素或硼元素，每個p-plus區(qū)的摻雜濃度為1?×1018～1×1020cm-3，厚度為0.2-1um，寬度為0.4-2um。

31、優(yōu)選的，所述s3具體實現(xiàn)過程包括：

32、將經(jīng)s2處理后的外延層進行清洗、涂膠、光刻和顯影，對不需要刻蝕的p-plus區(qū)和n-plus區(qū)使用光刻膠進行保護，在所述外延層上進行刻蝕形成溝槽；

33、所述溝槽刻蝕深度不超過p+阱區(qū)，所述溝槽位于p+阱區(qū)上方，寬度比所述p+阱區(qū)小；所述溝槽左側與所述p+阱區(qū)的左側對齊，使p+阱區(qū)被刻蝕形成l形；

34、所述溝槽寬度為0.5-2um，厚度為2-3um。

35、優(yōu)選的，所述s4具體實現(xiàn)過程包括：

36、將經(jīng)s3處理后的外延層進行清洗、涂膠、光刻和顯影，對所述溝槽進行氧化物沉積；其中溝槽底部沉積的氧化物厚度為0.05um-0.2um，溝槽側壁沉積的氧化物層厚度為0.05um-0.2um；

37、對沉積氧化物后的溝槽進行多晶硅沉積，沉積厚度為0.5um-3um，寬度為0.3um-2um；

38、對溝槽左側多晶硅進行刻蝕，刻蝕厚度為0.5um-1.4um，寬度為0.1um-0.5um，使剩余的多晶硅區(qū)域呈l形，形成l形分離柵；

39、刻蝕后，對溝槽底部和側壁進行氧化層沉積，底部沉積的氧化物層厚度為0.05um-0.2um，側壁沉積的氧化物層厚度為0.05um-0.2um；

40、對沉積氧化物后的溝槽進行多晶硅沉積形成柱狀分離柵，沉積厚度為0.5um-1um，寬度為0.2um-1um。

41、優(yōu)選的，所述s5具體實現(xiàn)過程包括：

42、對經(jīng)s4處理后的溝槽繼續(xù)進行氧化物沉積，底部沉積的氧化物層厚度為0.05um-0.2um，溝槽側壁沉積的氧化層厚度為0.05-0.2um；

43、對溝槽繼續(xù)進行多晶硅沉積形成柵極，沉積厚度為0.6um-2um，且沉積后柵極上表面與n?plus區(qū)和p?plus區(qū)上表面齊平；

44、在所述柵極上方進行氧化物沉積，使沉積的氧化層與外延層上表面平齊。

45、優(yōu)選的，所述s6具體實現(xiàn)過程包括：

46、在所述p-plus區(qū)上表面中心處，對稱刻蝕部分氧化層，刻蝕厚度為0.2um-1um，寬度為0.1um-1um，形成源溝槽。

47、優(yōu)選的，所述s7具體實現(xiàn)過程包括：

48、在外延層的頂部和源溝槽內(nèi)沉積金屬層，形成源極，沉積厚度為2um-4um；

49、在襯底底部外接金屬層形成漏極。

50、第二方面，本發(fā)明提供一種雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件，采用上述的雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件的制備方法制備而成。

51、本發(fā)明的有益效果為：

52、（1）、本發(fā)明提供一種雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件，該mos器件在溝槽內(nèi)部形成多層分離柵，多層分離柵包括：最上端的柵極1、下端左側的柱狀分離柵2和下端右側“l(fā)”形分離柵3，該結構進一步降低溝槽底部電場，提升器件柵氧可靠性。

53、（2）、本發(fā)明提供的雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件，將原來溝槽右側部分p+阱區(qū)用電流擴展層來替代，形成第二條電流通路，降低了器件比導通電阻，提高器件通流能力。

54、（3）、本發(fā)明的雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件，加厚原柵右側與源極中間的氧化層厚度，降低柵源電容和防止柵極與源極發(fā)生穿通現(xiàn)象。

55、（4）、本發(fā)明的雙溝道非對稱溝槽型碳化硅mos器件，新增浮空p+阱區(qū)包裹住溝槽底部，形成pn結來分擔溝槽拐角處電場，提高器件柵氧可靠性。