[发明专利]一种碳化硅闸沟槽式功率半导体器件及其制作方法

权利要求书

1.一种碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，包括：

基底和外延层；

形成在所述外延层上表面的介电质层和铝金属层，所述介电质层环绕所述铝金属层设置，且所述铝金属层分别包覆所述介电质层的上表面和内侧面；

形成在所述外延层本体外侧的闸极氧化层和闸极多晶硅层，所述闸极氧化层位于所述闸极多晶硅层和所述外延层之间，所述闸极氧化层和所述闸极多晶硅层环绕所述外延层的侧面设置；

依次形成在所述外延层本体内的P-掺杂区、N+掺杂区和P+掺杂区，所述P+掺杂区和N+掺杂区均位于所述P-掺杂区内，所述N+掺杂区的横截面形成朝向所述外延层的上表面的折弯状，所述P+掺杂区包覆所述N+掺杂区平行于所述外延层上表面的部分区域；

所述P+掺杂区与所述外延层上表面上的所述铝金属层接触，所述N+掺杂区分别与所述闸极氧化层、部分所述铝金属层以及部分所述介电质层接触，所述P-掺杂区与所述闸极氧化层接触。

2.根据权利要求1所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述N+掺杂区包括与所述外延层上表面平行的第一N+区和与所述外延层上表面垂直的第二N+区，所述P+掺杂区包覆所述第一N+区的部分区域。

3.根据权利要求2所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述P+掺杂区的横截面宽度不小于与所述外延层上表面接触的铝金属层的宽度，且不大于横截面上两个第二N+区之间的距离。

4.根据权利要求2所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述P+掺杂区的深度不大于所述第二N+区的深度。

5.根据权利要求1所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述外延层的制作材料包括碳化硅，且所述碳化硅的浓度在2.5*10¹⁵cm^-3~8.0*10¹⁵cm^-3之间。

6.根据权利要求1所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述P-掺杂区的制作材料和所述P+掺杂区的制作材料均包括铝，所述P-掺杂区内的铝的浓度在1.0*10¹²cm^-2~8.0*10¹⁴cm^-2之间，所述P+掺杂区内的铝的浓度在1.0*10¹⁴cm^-2~8.0*10¹⁵cm^-2之间，所述N+掺杂区的制作材料包括磷，所述磷的浓度在1.0*10¹⁴cm^-2~8.0*10¹⁵cm^-2之间。

7.根据权利要求1所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，所述闸极氧化层的厚度在0.02μm ~ 0.05μm之间，所述闸极多晶硅层的浓度在1.0*10¹⁴cm^-2~6.0*10¹⁴cm^-2之间。

8.一种碳化硅闸沟槽式功率半导体器件的制作方法，用于制作权利要求1至7中任意一项所述的碳化硅闸沟槽式功率半导体器件，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成外延层；

在所述外延层上表面进行第一次光刻形成位于所述外延层内的P-掺杂区；

在所述外延层上表面沉积第一次氧化硅后进行第二次光刻形成N+掺杂区中的第一N+区；

在所述外延层表面沉积第二次氧化硅，进行离子刻蚀后形成氧化硅侧壁残余层；

在所述外延层内进行第二次磷掺杂得到N+掺杂区中的第二N+区，所述N+掺杂区包括第一N+区和第二N+区，所述N+掺杂区的横截面形成朝向所述外延层的上表面的折弯状；

在所述外延层上表面以湿刻蚀方式将氧化硅去除形成平面；

在所述外延层上表面进行光刻形成位于所述外延层内的P+掺杂区，所述P+掺杂区包覆所述第一N+区的部分区域；

在所述外延层的侧面经由沟槽刻蚀后再氧化形成闸极氧化层后注入闸极多晶硅层；

在所述外延层的上表面留下经光刻后沉积的部分介电质层；

在所述外延层上表面以及所述介电质层上表面形成铝金属层。