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「技术介绍」提高SiC Trench MOSFET可靠性的一种制备方法

2024-07-24 11:52:24 1111

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在功率器件领域中,功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)被广泛应用在开关器件结构中。


功率器件有两大特性:

1、当器件处于导通状态,拥有低导通电阻,最小化自身的功率损耗;


2、当器件处于关断状态,能拥有足够高的反向击穿电压。而Super Junction MOS是属于一种在 VDMOS 基础上使用新型超结结构设计的MOS,即我们所说的超结 MOS,主要为了解决Rds(on)与BV的矛盾关系,在保持相同BV的情况下可以拥有更低的Rds(on),这使得它能大大降低自身的开关损耗。


目前市面上的Super Junction MOS Qg不够小,开关速度慢。因此本领域需一种新的Super Junction MOS器件及其制备方法,以有效地提升Qg和开关速度。


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为解决上述现有技术中Super Junction MOS Qg不够小,开关速度慢的不足,芯达茂设计了一种Super Junction MOS器件制备方法。芯达茂在Super_Junction MOS中加入Split-gate的结构从而极大降低Qg,加快开关速度。




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△图1


以600V耐压器件为例。首先通过光掩膜在N+上蚀刻形成第一沟槽如图2和第二沟槽如图3,用于形成Super Junction结构和Gate极。


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△图2

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△图3


在全面淀积P+型杂质,然后通过CMP研磨至硅表面。然后进行表面场氧化、光刻蚀刻后。利用栅极光掩膜蚀刻形成第三沟槽如图4


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△图4


再进行栅氧化层的生长,淀积多晶硅,利用栅极光刻蚀刻形成栅极。此后全面注入B形成P+沟道区。光刻注入As形成N+源极区。在表面生长1.5um厚的ILD,在进行光刻蚀刻、B11/BF2离子注入和退火形成接触区(Contact),进行淀积金属光刻蚀刻形成金属源极和淀积钝化层光刻蚀刻形成钝化。完成正面工艺后,将背面研磨至所需厚度,在对其进行抛光、清洗、蒸发、合金形成背面金属,做漏极。此后结束本流程,如此便形成如图1所示的器件结构。