一种碳化硅MOSFET和功率器件的制作方法

本技术涉及半导体，尤其涉及一种碳化硅mosfet和一种功率器件。

背景技术：

1、碳化硅(sic)功率金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)具有宽的禁带宽度、高的临界击穿电场强度、高的饱和电子漂移速度以及高的热导率等突出特点, 使其与硅材料相比，在高温、高压、高频领域更能够发挥作用。其中，碳化硅mosfet由于其兼具高耐压和低导通电阻的特点，与相同耐压级别的硅基器件相比，应用更为广泛。

2、由于碳化硅mosfet相较于硅基器件具有更高的临界击穿电场, 因此碳化硅中的栅氧化层电场强度也很高，当碳化硅mosfet从平面型器件往沟槽型器件转化时，栅氧化层的高场强会导致碳化硅mosfet的可靠性降低。

技术实现思路

1、因此，为克服以上现有技术的至少部分缺陷和不足，本实用新型实施例提出了一种碳化硅mosfet，能够使得碳化硅mosfet的可靠性提升。

2、一方面，本实用新型实施例提出的一种碳化硅mosfet，包括：n型衬底层；n型外延层，形成于所述n型衬底层的正面上；漏极层，形成于所述n型衬底层的背面上；第一p型阱层和第二p型阱层，均形成于所述n型外延层上，且分别位于所述n型外延层的两端上；p型环，形成于所述n型外延层上、且位于所述第一p型阱层和所述第二p型阱层之间；n型源区，分别形成于所述第一p型阱层和所述第二p型阱层内；栅极介质层，形成于所述第一p型阱层、所述第二p型阱层和所述p型环上；第一栅极、第二栅极和多晶硅场板，分别形成于所述栅极介质层内，且互不接触；其中，所述多晶硅场板与所述p型环相对应，所述第一栅极和所述第二栅极分别设置在所述多晶硅场板的相对两侧，所述第一栅极分别与所述第一p型阱层和部分所述n型源区相对应，所述第二栅极与所述第二p型阱层和部分所述n型源区相对应；其中，所述第一栅极靠近所述第一p型阱层设置、且不与所述第一p型阱层接触，所述第二栅极靠近所述第二p型阱层设置、且不与所述第二p型阱层接触。

3、在本实用新型的一个实施例中，所述多晶硅场板包括主体部、第一延伸部和第二延伸部，所述主体部与所述p型环相对应，所述第一延伸部和所述第二延伸部设置在所述主体部远离所述n型外延层的两侧；所述第一延伸部朝向所述第一栅极延伸，所述第二延伸部朝向所述第二栅极延伸。

4、在本实用新型的一个实施例中，所述主体部远离所述p型环的一端设置有沟槽区，所述栅极介质层填充于所述沟槽区。

5、在本实用新型的一个实施例中，所述沟槽区的深度为0.4微米。

6、在本实用新型的一个实施例中，所述栅极氧化层的厚度为0.46-0.5微米。

7、在本实用新型的一个实施例中，所述p型环的掺杂浓度高于所述第一p型阱区和/或所述第二p型阱区的掺杂浓度。

8、在本实用新型的一个实施例中，所述第一p型阱层包括第一p型重掺阱区和第一p型掺杂阱区，所述第一p型掺杂阱区靠近所述p型环设置，所述第一p型重掺阱区设置在所述第一p型掺杂阱区远离所述p型环的一侧上，所述n型源区位于所述第一p型掺杂阱区上；其中，所述第一p型重掺阱区的p型掺杂浓度高于所述第一p型掺杂阱区的p型掺杂浓度；所述第二p型阱层包括第二p型重掺阱区和第二p型掺杂阱区，所述第二p型掺杂阱区靠近所述p型环设置，所述第二p型重掺阱区设置在所述第二p型掺杂阱区远离所述p型环的一侧上，所述n型源区位于所述第二p型掺杂阱区上；其中，所述第二p型重掺阱区的p型掺杂浓度高于所述第二p型掺杂阱区的p型掺杂浓度。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述碳化硅mosfet还包括源极层，所述源极层形成于所述第一p型阱层、所述第二p型阱层和所述p型环上、且所述源极层位于所述栅极介质层两侧。

10、另一方面，本实用新型实施例提供的一种功率器件，包括：如上所述的碳化硅mosfet。

11、由上可知，本实用新型上述技术特征可以具有如下有益效果：本申请通过在栅极介质层中设置多晶硅场板，并将栅极分离成第一栅极和第二栅极，多晶硅场板设置在p型环上方，且与p型环相对应，通过多晶硅场板与p型环结合的方式，在碳化硅mosfet反偏时，可以将栅极介质层的最高电场限制在碳化硅mosfet体内并远离栅极介质层，从而可提高碳化硅mosfet可靠性。同时有栅极分裂成第一栅极和第二栅极，且第一栅极和第二栅极分别位于多晶硅场板两侧，可减小碳化硅mosfet中栅介质层的电容，改善碳化硅mosfet的开关损耗。

1.一种碳化硅mosfet(10)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述多晶硅场板(171)包括主体部(1711)、第一延伸部(1712)和第二延伸部(1713)，所述主体部(1711)与所述p型环(150)相对应，所述第一延伸部(1712)和所述第二延伸部(1713)设置在所述主体部(1711)远离所述n型外延层(110)的两侧；所述第一延伸部(1712)朝向所述第一栅极(172)延伸，所述第二延伸部(1713)朝向所述第二栅极(173)延伸。

3.根据权利要求2所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述主体部(1711)远离所述p型环(150)的一端设置有沟槽区(1714)，所述栅极介质层(170)可填充于所述沟槽区(1714)。

4.根据权利要求3所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述沟槽区(1714)的深度为0.4微米。

5.根据权利要求1所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述栅极介质层(170)的厚度为0.46-0.5微米。

6.根据权利要求1所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述p型环(150)的掺杂浓度高于所述第一p型阱层(130)和/或所述第二p型阱层(140)的掺杂浓度。

7.根据权利要求1所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述第一p型阱层(130)包括第一p型重掺阱区(131)和第一p型掺杂阱区(132)，所述第一p型掺杂阱区(132)靠近所述p型环(150)设置，所述第一p型重掺阱区(131)设置在所述第一p型掺杂阱区(132)远离所述p型环(150)的一侧上，所述n型源区(160)位于所述第一p型掺杂阱区(132)上；其中，所述第一p型重掺阱区(131)的p型掺杂浓度高于所述第一p型掺杂阱区(132)的p型掺杂浓度；

8.根据权利要求1-7中任一项所述的碳化硅mosfet(10)，其特征在于，所述碳化硅mosfet还包括源极层(180)，所述源极层(180)形成于所述第一p型阱层(130)、所述第二p型阱层(140)和所述p型环(150)上、且所述源极层(180)位于所述栅极介质层(170)两侧。

9.一种功率器件，其特征在于，包括：