公开(公告)号：CN112103346A

公开(公告)日：2020-12-18

申请号：CN202011136918.0

申请日：2020-10-22

申请人： 东南大学

发明人： 刘斯扬 ,  隗兆祥 ,  周华 ,  付浩 ,  严晓雯 ,  魏家行 ,  孙伟锋 ,  时龙兴

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/06 ,  H01L21/04

摘要： 本发明提出了一种具有高击穿电压的沟槽碳化硅功率器件，其器件结构包括，N型衬底，N型缓冲层，N型外延层，呈方形阵列排布的多晶硅栅，多晶硅栅的外围设有栅氧化层，栅氧化层两侧设有P型体区和N型源区，P型体区上方设有P型源区，N型源区、P型源区和P型外延柱的上方设有源极金属，N型衬底下表面设有漏极金属。本发明提出的三维器件结构的四个顶角设有P‑外延柱，该外延柱是在衬底外延过程中采用多次离子注入和外延工艺与N型外延层同步形成。P‑外延柱上方与源极金属直接相连，侧壁由栅氧化层与多晶硅栅隔离，底部与N型外延层接触。P‑外延柱的底部与N型外延层形成PN结，器件外接正向压降时，该PN结反偏，可以承受很强的电场，替栅氧化层分担了一部分电场，使沟槽拐角处栅氧化层内的电场强度降低，以提高功率碳化硅器件的击穿电压以及可靠性。

公开(公告)号：CN111668312A

公开(公告)日：2020-09-15

申请号：CN202010541971.2

申请日：2020-06-15

申请人： 东南大学

发明人： 魏家行 ,  周华 ,  付浩 ,  隗兆祥 ,  严晓雯 ,  刘斯扬 ,  孙伟锋 ,  时龙兴

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/06 ,  H01L21/04

摘要： 本发明提出一种低导通电阻沟槽碳化硅功率器件及制造工艺，其元胞含N型衬底，N型外延层，沟槽，沟槽内设栅氧层和多晶硅栅，沟槽两侧设有P型体区、N型源区和P+体接触区，沟槽下方设P屏蔽层，P屏蔽层侧设N型埋层。N型埋层制造工艺：N型衬底上外延生长N型漂移区第一部分，之上采用离子注入工艺形成P屏蔽层和N型埋层，继续外延形成N型漂移区第二部分，进行后续工艺流程。本发明于P屏蔽层两侧设有N型埋层，将电场尖峰下移，降低了沟槽拐角电场，降低了界面态密度和缺陷，提高了栅氧层可靠性；消除了下方N型埋层，降低了器件栅电荷，改善了开关特性，进一步提高了器件耐压。

公开(公告)号：CN112103346B

公开(公告)日：2024-04-19

申请号：CN202011136918.0

申请日：2020-10-22

申请人： 东南大学

发明人： 刘斯扬 ,  隗兆祥 ,  周华 ,  付浩 ,  严晓雯 ,  魏家行 ,  孙伟锋 ,  时龙兴

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/06 ,  H01L21/04

摘要： 本发明提出了一种具有高击穿电压的沟槽碳化硅功率器件，其器件结构包括，N型衬底，N型缓冲层，N型外延层，呈方形阵列排布的多晶硅栅，多晶硅栅的外围设有栅氧化层，栅氧化层两侧设有P型体区和N型源区，P型体区上方设有P型源区，N型源区、P型源区和P型外延柱的上方设有源极金属，N型衬底下表面设有漏极金属。本发明提出的三维器件结构的四个顶角设有P‑外延柱，该外延柱是在衬底外延过程中采用多次离子注入和外延工艺与N型外延层同步形成。P‑外延柱上方与源极金属直接相连，侧壁由栅氧化层与多晶硅栅隔离，底部与N型外延层接触。P‑外延柱的底部与N型外延层形成PN结，器件外接正向压降时，该PN结反偏，可以承受很强的电场，替栅氧化层分担了一部分电场，使沟槽拐角处栅氧化层内的电场强度降低，以提高功率碳化硅器件的击穿电压以及可靠性。

公开(公告)号：CN111668312B

公开(公告)日：2023-08-04

申请号：CN202010541971.2

申请日：2020-06-15

申请人： 东南大学

发明人： 魏家行 ,  周华 ,  付浩 ,  隗兆祥 ,  严晓雯 ,  刘斯扬 ,  孙伟锋 ,  时龙兴

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/06 ,  H01L21/04

摘要： 本发明提出一种低导通电阻沟槽碳化硅功率器件及制造工艺，其元胞含N型衬底，N型外延层，沟槽，沟槽内设栅氧层和多晶硅栅，沟槽两侧设有P型体区、N型源区和P+体接触区，沟槽下方设P屏蔽层，P屏蔽层侧设N型埋层。N型埋层制造工艺：N型衬底上外延生长N型漂移区第一部分，之上采用离子注入工艺形成P屏蔽层和N型埋层，继续外延形成N型漂移区第二部分，进行后续工艺流程。本发明于P屏蔽层两侧设有N型埋层，将电场尖峰下移，降低了沟槽拐角电场，降低了界面态密度和缺陷，提高了栅氧层可靠性；消除了下方N型埋层，降低了器件栅电荷，改善了开关特性，进一步提高了器件耐压。

公开(公告)号：CN112701159A

公开(公告)日：2021-04-23

申请号：CN202011605794.6

申请日：2020-12-30

申请人： 东南大学

发明人： 刘斯扬 ,  严晓雯 ,  付浩 ,  隗兆祥 ,  周华 ,  魏家行 ,  孙伟锋 ,  时龙兴

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/423 ,  H01L29/167 ,  H01L21/331

摘要： 本发明提出了一种多沟道沟槽绝缘栅双极型晶体管及其制造方法，包括P型衬底，N型缓冲层，N型漂移区，第一P型基区，第一P型接触区，第一N型发射极区，沟槽下方设有第二P型基区、第二P型接触区、第二N型发射极区和P型屏蔽层，沟槽的内壁及底部设有栅氧化层，栅氧化层内设有多晶硅栅，沟槽上覆盖有钝化层，上表面形成第一发射极金属和第二发射极金属，P型衬底下表面形成集电极金属。本发明在形成沟槽前，在沟槽下方多次进行P型杂质和N型杂质的离子注入，提升发射极注入效应，从而产生较强的漂移区电导调制效应，使漂移区电阻率显著下降，大幅降低了器件的导通电阻；同时增加导电沟道，降低了沟道电阻。