一种碳化硅超级结MOSFET器件及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，包括：衬底层；位于所述衬底层背面的漏极；位于所述衬底层正面的外延层；位于所述外延层内且下表面和所述外延层下表面重合的第一外延柱区，所述第一外延柱区和所述外延层之间形成超级结结构；位于所述外延层内两侧且上表面和所述外延层上表面重合的第二外延柱区，所述第二外延柱和所述外延层之间形成超级结结构；位于所述外延层正面两侧的阱区；位于所述阱区正面并排设置的第一源区和第二源区；位于所述外延层正面中间的栅氧化介质层；位于所述栅氧化介质层内的多晶硅栅极；位于所述第一源区和所述第二源区正面的源极。2.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，还包括：位于所述外延层内的埋岛区，所述埋岛区的正面和所述栅氧化介质层的背面接触，用于改善电场分布。3.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，所述第一外延柱区包括多个间隔设置的外延柱单元，相邻两个外延柱单元之间的距离为1μm～2μm。4.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，还包括：设置在所述衬底层和所述外延层之间的缓冲层。5.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，所述第一外延柱区的深度为1μm～2μm，宽度为1μm～2μm。6.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，所述第二外延柱区的深度为2μm～5μm，宽度为1μm～2μm。7.根据权利要求1所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，所述第一外延柱区的掺杂浓度小于所述第二外延柱区的掺杂浓度。8.根据权利要求2所述的碳化硅超级结mosfet器件，其特征在于，所述埋岛区的宽度与所述栅氧化介质层的宽度相同，所述埋岛区的深度为0.3μm～0.7μm。9.一种碳化硅超级结mosfet器件的制备方法，其特征在于，包括：在衬底层的正面形成第一外延层；采用离子注入技术，在所述第一外延层中形成第一外延柱区，所述第一外延柱区的下表面和所述第一外延层下表面重合；在所述第一外延层的正面形成第二外延层；采用离子注入技术，在所述第二外延层中形成第二外延柱区，所述第二外延柱区的上表面和所述第二外延层上表面重合；在所述第二外延层的正面形成第三外延层，所述第三外延层、所述第二外延层和所述第一外延层构成外延层；采用离子注入技术，在所述第三外延层中形成阱区；采用离子注入技术，在第三外延层中形成并排设置的第一源区和第二源区；在所述外延层中间位置刻蚀出沟槽区；
在沟槽中氧化形成栅氧化介质层；在沟槽中形成多晶硅栅极；在衬底层背面形成漏极；在第一源区和第二源区正面形成源极。10.根据权利要求9所述的碳化硅超级结mosfet器件的制备方法，其特征在于，在所述第二外延层的正面形成第三外延层之前，还包括：采用离子注入技术，在第二外延层中间位置形成p 埋岛区；在衬底层的正面形成第一外延层之前，还包括：在衬底层正面形成缓冲层。11.根据权利要求9所述的碳化硅超级结mosfet器件的制备方法，其特征在于，所述第一外延柱区的掺杂浓度小于所述第二外延柱区的掺杂浓度。

技术总结
本发明公开了一种碳化硅超级结MOSFET器件及其制备方法，该器件包括第一外延柱区和第二外延柱区，第一外延柱区和外延层下表面重合，第二外延柱区和外延层上表面重合，由此实现了在外延层结构的上下表面分别形成了超级结结构，与传统碳化硅MOSFET器件相比，形成的超级结结构的掺杂浓度更高，由器件导通电流和掺杂浓度呈正相关可知，同样厚度下的超级结结构的比导通电阻更低；同时，外延柱区和外延层形成的超级结结构，使得器件在承受反向耐压时在水平方向产生耗尽，电场由原来单一的垂直方向变成了水平和垂直两个方向，加快外延层的耗尽过程，因而保证了器件在提升掺杂浓度的同时拥有更好的耐压能力。拥有更好的耐压能力。拥有更好的耐压能力。


技术研发人员：杨霏 魏晓光 杜泽晨 桑玲 刘瑞 张文婷 安运来 牛喜平 杨同同 罗伟霞 田琰
受保护的技术使用者：北京智慧能源研究院
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/3/3