[发明专利]碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构、其制备方法及碳化硅VDMOSFET器件

权利要求书

1.一种碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构，其特征在于，包括：

第一导电类型碳化硅衬底；

位于所述衬底上方的第一导电类型漂移层；

位于所述漂移层表面内且设置于元胞结构两侧的第二导电类型阱区；其中，在所述元胞结构两侧，所述漂移层表面被所述阱区完全覆盖；

位于所述阱区表面内的第一导电类型源区；其中，在所述源区远离所述元胞结构中心的一侧，所述漂移层于其表面向下设置有侧部沟槽；

设置于所述阱区内，且位于所述侧部沟槽的底部和侧壁并与所述源区邻接的第二导电类型欧姆接触区；其中，所述侧部沟槽通过所述欧姆接触区与所述源区隔离，所述欧姆接触区的底部位于所述源区底部的下方；

位于所述元胞结构中心且与所述阱区和所述源区接触的栅结构；

设置于所述源区上方和所述侧部沟槽内的源极金属层；其中，所述源极金属层同时与所述源区和所述欧姆接触区形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构，其特征在于：

所述阱区表面靠近所述元胞结构中心的一侧未被所述源区完全覆盖；

所述栅结构包括位于所述漂移层上方并同时与所述源区、所述阱区和所述漂移层的表面接触的栅极绝缘层，以及位于所述栅极绝缘层上方的栅极。

3.根据权利要求1所述的碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构，其特征在于：

所述阱区表面靠近所述元胞结构中心的一侧被所述源区完全覆盖；

所述栅结构包括设置于所述漂移层内并与所述阱区邻接的栅极沟槽、设置于所述栅极沟槽侧壁和底部的栅极绝缘层以及填充于所述栅极沟槽内的栅极。

4.根据权利要求1所述的碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构，其特征在于，还包括：

位于所述栅结构上方的层间介质层；其中，所述栅结构通过所述层间介质层与所述源极金属层隔离；

位于所述衬底下方并与所述衬底形成欧姆接触的漏极金属层。

5.一种碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构的制备方法，其特征在于，包括：

提供第一导电类型碳化硅衬底；

在所述衬底上方形成第一导电类型漂移层；

在所述漂移层表面内于元胞结构两侧形成第二导电类型阱区；其中，在所述元胞结构两侧，所述漂移层表面被所述阱区完全覆盖；

在所述阱区表面内形成第一导电类型源区；

在所述漂移层表面于所述源区远离所述元胞结构中心的一侧形成侧部沟槽；

通过倾斜离子注入的方式，在所述阱区内于所述侧部沟槽的底部和侧壁形成与所述源区邻接的第二导电类型欧姆接触区；其中，所述侧部沟槽通过所述欧姆接触区与所述源区隔离，所述欧姆接触区的底部位于所述源区底部的下方；

在所述元胞结构中心形成与所述阱区和所述源区接触的栅结构；

在所述源区上方和所述侧部沟槽内形成同时与所述源区和所述欧姆接触区形成欧姆接触的源极金属层。

6.根据权利要求5所述的碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构的制备方法，其特征在于，所述阱区表面靠近所述元胞结构中心的一侧未被所述源区完全覆盖；在所述元胞结构中心形成与所述阱区和所述源区接触的栅结构，包括以下步骤：

在所述元胞结构中心于所述漂移层上方形成同时与所述源区、所述阱区和所述漂移层的表面接触的栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上方形成多晶硅栅极；其中，所述栅极绝缘层和所述栅极构成所述栅结构。

7.根据权利要求5所述的碳化硅VDMOSFET器件的元胞结构的制备方法，其特征在于，所述阱区表面靠近所述元胞结构中心的一侧被所述源区完全覆盖；在所述元胞结构中心形成与所述阱区和所述源区接触的栅结构，包括以下步骤：

在所述元胞结构中心于所述漂移层内形成与所述阱区和所述源区邻接的栅极沟槽；

在所述栅极沟槽的侧壁和底部形成栅极绝缘层；

在所述栅极沟槽内填充多晶硅，以形成栅极；其中，所述栅极沟槽、所述栅极绝缘层和所述栅极构成所述栅结构。