今天这篇文章来自三菱，主要内容是源极接触自对准沟槽栅SiC MOSFET研制
先介绍背景
1200V级别SiC MOSFET，沟道电阻和JFET区电阻是器件导通电阻的主要成分，
欲减小器件电阻，常见手段包括缩小元胞间距、采用纵向沟道（沟槽栅）等，
自2014年起，三菱开发了一款沟槽栅SiC MOSFET，目前该产品已开始小批量出货，
这种产品长啥样？
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结构如上，
Pwell和N+不需多说，
BPW，即在沟槽底部形成P区，以减小栅氧承受电场，实现保护栅介质之目的，
SP（Sidewall P），即在沟槽一侧形成侧壁P区，以实现BPW与P阱之短接，
JD区，即在沟槽另一侧进行高浓度N型注入，以提升电流密度。
与英飞凌结构的区别在于——三菱结构的侧壁P区在器件纵深方向并不连续，相邻P区之间存在JD区（电流扩展区），
换言之，英飞凌的不对称结构，沟槽一侧被P区包裹，这P区一竿子捅到底，将SiC材料捅个透心凉，
而三菱的改进BPW结构，则是将侧壁P区设计成周期性阵列，以某种比例存于SiC材料之中。
通过调整侧壁P区的面积比例，可以实现导通电阻与短路能力之间的更优trade-off，
想要更强的短路能力，那侧壁P区面积更大些，
想要更低的导通电阻，那侧壁P区面积更小些。
在此基础上，三菱提出一种自对准源极接触结构（Flat Source Contact，FSC），将栅源隔离做在沟槽内部，如此可以进一步缩小元胞间距，
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如上，左图是传统结构，右图是FSC结构，
最大区别是——左图中，ILD（层间介质）位于沟槽上方，右图中，ILD内嵌在沟槽中，
这种设计本质上是将栅源隔离从横向改为纵向，从而为进一步缩小元胞间距腾出空间，
可以推测，为达此效果，沟槽必须做深，否则不能留出足够的栅源隔离，
相应地，沟道区也得做深，因此P阱、N+深度均要增加，
而JFET掺杂、BPW浓度以及侧壁P区浓度，由于沟槽深度增加，亦需调整。
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仿真如上，
先不看电场和掺杂分布，只看形貌，FSC结构的沟槽确实更深，且台面更窄，
原文提到，FSC结构的台面宽度只有传统结构的53%，
i是击穿、导通性能均正常的传统结构，iii是FSC结构，
ii是将电阻做到和FSC一致的传统结构，
对比i和iii，击穿电压基本相同的前提下，导通电阻降低20%，
对比ii和iii，导通电阻基本相同，但前者BPW电场强度高了18%，因此击穿电压有明显降低。
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进一步对比如上，
先看左图，BV-Ron,sp之trade-off，
很明显，相同BV下，FSC的导通电阻有明显降低，
再看右图，器件电阻成分，
FSC结构总电阻的降低，主要源自JFET区电阻的减小，
JFET区电阻为何减小？
作者的解释是——FSC结构台面宽度减小，使JFET区整体浓度提升，因此JFET电阻有明显降低。
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FSC结构的制作流程如上，
值得一提的是（c），
先通过注入形成BPW区，原文提到BPW与沟槽用同一层掩膜，与博世、电装的做法一致，
形成BPW后，去除掩膜，再生长掩膜，从沟槽侧壁完成侧壁P区、JFET区注入。
其他没啥特别之处，多晶硅和ILD介质生长后，通过刻蚀，确保台面上方不留遗迹。
但ILD刻蚀这一步，对刻蚀精度要求严格，
如果过刻蚀，沟槽中剩余的介质厚度不够，易引发栅源短路，
如果刻蚀不足，台面残留介质，则会阻碍形成源极欧姆接触。
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左图为传统、FSC结构的正向、负向栅源击穿曲线，
从-25V至+25V的VGS范围内，FSC结构的IGSS极小，可忽略，
右图是对ILD厚度的拉偏，
随着ILD厚度的减小，IGSS出现的概率急剧上升，但横轴只给出相对值，无法知晓具体的ILD厚度。
DS击穿曲线与传统结构基本一致，不赘述，
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室温、150℃下，两种结构的Ron,sp-Vth之trade-off如上，
FSC结构位于下方，意味着在相同Vth下，可实现更低的Ron,sp，trade-off更优。
实测数据显示，相同Vth下，FSC室温Ron,sp降低29%，高温Ron,sp降低27%，
换言之，通过内嵌ILD介质于沟槽中，只要确保ILD厚度足够，便可显著降低Ron,sp，且IGSS不会明显增大。
也进行了双脉冲测试，FSC结构的开通、关断波形与传统结构基本无异，
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两种结构dV/dt与Eon、Eoff之trade-off如上，
FSC结构的数据与传统结构基本落在同一条曲线上，这意味着二者实现了相似的trade-off，
原文提到，尽管沟槽深度增大，但通过优化BPW和侧壁P区的注入条件，确保器件动态特性不受损失。
小结：
1、在此前三菱沟槽栅SiC MOSFET基础上，提出FSC结构，并制备验证，
FSC结构特征是——将栅源隔离做在沟槽内部，如此可以进一步缩小元胞间距，降低导通电阻，
2、通过内嵌ILD介质于沟槽中，只要确保ILD厚度足够，便可显著降低Ron,sp，且IGSS不会明显增大，
3、相比传统结构，相同Vth下，FSC结构的室温Ron,sp降低29%，高温Ron,sp降低27%。
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