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「技術(shù)介紹」提高SiC Trench MOSFET可靠性的一種制備方法

2024-07-24 11:52:24 275

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在功率器件領(lǐng)域中,功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)被廣泛應(yīng)用在開關(guān)器件結(jié)構(gòu)中。


功率器件有兩大特性:

1、當(dāng)器件處于導(dǎo)通狀態(tài),擁有低導(dǎo)通電阻,最小化自身的功率損耗;


2、當(dāng)器件處于關(guān)斷狀態(tài),能擁有足夠高的反向擊穿電壓。而Super Junction MOS是屬于一種在 VDMOS 基礎(chǔ)上使用新型超結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的MOS,即我們所說(shuō)的超結(jié) MOS,主要為了解決Rds(on)與BV的矛盾關(guān)系,在保持相同BV的情況下可以擁有更低的Rds(on),這使得它能大大降低自身的開關(guān)損耗。


目前市面上的Super Junction MOS Qg不夠小,開關(guān)速度慢。因此本領(lǐng)域需一種新的Super Junction MOS器件及其制備方法,以有效地提升Qg和開關(guān)速度。


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為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中Super Junction MOS Qg不夠小,開關(guān)速度慢的不足,芯達(dá)茂設(shè)計(jì)了一種Super Junction MOS器件制備方法。芯達(dá)茂在Super_Junction MOS中加入Split-gate的結(jié)構(gòu)從而極大降低Qg,加快開關(guān)速度。




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△圖1


以600V耐壓器件為例。首先通過(guò)光掩膜在N+上蝕刻形成第一溝槽如圖2和第二溝槽如圖3,用于形成Super Junction結(jié)構(gòu)和Gate極。


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△圖2

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△圖3


在全面淀積P+型雜質(zhì),然后通過(guò)CMP研磨至硅表面。然后進(jìn)行表面場(chǎng)氧化、光刻蝕刻后。利用柵極光掩膜蝕刻形成第三溝槽如圖4


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△圖4


再進(jìn)行柵氧化層的生長(zhǎng),淀積多晶硅,利用柵極光刻蝕刻形成柵極。此后全面注入B形成P+溝道區(qū)。光刻注入As形成N+源極區(qū)。在表面生長(zhǎng)1.5um厚的ILD,在進(jìn)行光刻蝕刻、B11/BF2離子注入和退火形成接觸區(qū)(Contact),進(jìn)行淀積金屬光刻蝕刻形成金屬源極和淀積鈍化層光刻蝕刻形成鈍化。完成正面工藝后,將背面研磨至所需厚度,在對(duì)其進(jìn)行拋光、清洗、蒸發(fā)、合金形成背面金屬,做漏極。此后結(jié)束本流程,如此便形成如圖1所示的器件結(jié)構(gòu)。