[發(fā)明專利]帶浮置埋層的碳化硅高壓P型金屬氧化物半導體管及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010198486.6
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101872785A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 錢欽松;莊華龍;孫偉鋒;潘曉芳;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

一、技術領域

本發(fā)明是一種碳化硅金屬氧化物半導體管及方法，尤其是碳化硅高壓金屬氧化物半導體管及方法。

二、背景技術

金屬氧化物半導體型功率集成器件具有開關特性好、功耗小等優(yōu)點，更為重要的是金屬氧化物半導體型功率器件易于兼容標準低壓金屬氧化物半導體工藝，降低芯片的生產成本。在MOS型功率集成器件的研究中以橫向雙擴散、偏置柵等結構較多。其中橫向金屬氧化物半導體場效應管具有良好的短溝道特性和負的遷移率溫度系數(shù)，而且通過RESURF技術可以得到很高的擊穿電壓。因此其應用廣泛：特別適用于CDMA、W-CDMA、TETRA、數(shù)字地面電視等需要寬頻率范圍、高線性度和使用壽命要求高的應用。

目前，碳化硅作為一種寬禁帶半導體材料，其擊穿電場強度高、熱穩(wěn)定性好，還具有載流子飽和漂移速度高、熱導率高等特點，可以用來制造各種耐高溫、高頻大功率器件，應用于硅器件難以勝任的場合。碳化硅功率MOS器件具有很高的臨界電場，在阻斷電壓保持不變的條件下，可以采用更薄的重摻雜漂移區(qū)，因此碳化硅金屬氧化物半導體管的開態(tài)導通電阻比硅基金屬氧化物半導體管大大減小。碳化硅晶體生長技術和器件制造技術正在進一步完善，今后幾年內各種碳化硅電力電子器件的成品率、可靠性和價格將獲較大改善。基于碳化硅材料的橫向金屬氧化物半導體場效應管的擊穿電壓大、導通電阻小，因此非常具有研究價值和應用前景。

三、技術內容

技術問題??本發(fā)明提供一種擊穿電壓在2000V以上的帶有浮置P型埋層碳化硅高壓P型金屬氧化物半導體管及方法。

技術方案

本發(fā)明所述的一種帶浮置埋層的碳化硅高壓P型金屬氧化物半導體管，包括：N型碳化硅襯底，在N型碳化硅襯底上設有N型外延層，在N型外延層內設有源和P型漂移區(qū)，在P型漂移區(qū)內設有漏和N型保護環(huán)，在源上設有源的金屬引線，在漏上設有源漏的金屬引線，在源與P型漂移區(qū)之間的N型外延層的上方設有柵氧化層且與源的金屬引線鄰接，在N型保護環(huán)的表面、漏的漏的金屬引線以外的表面、P型漂移區(qū)的漏和N型保護環(huán)以外的表面以及N型外延層的源的金屬引線和柵氧化層以外的表面設有場氧化層，在柵氧化層上設有柵，在漏的金屬引線上設有金屬場極板，在N型碳化硅襯底與N型外延層之間設有P型浮置埋層，且所述P型浮置埋層位于N型碳化硅襯底與N型外延層交界面上。

本發(fā)明所述的一種制備上述帶浮置埋層的碳化硅高壓P型金屬氧化物半導體管的方法，

1.)首先選擇N型碳化硅襯底，然后采用注入硼離子的方法制備P型浮置埋層，P型浮置埋層的雜質濃度為1×10¹⁷到1×10¹⁸cm^-3，

2.)摻入磷離子制備N型外延層，

3.)在室溫下進行多次的硼離子注入以形成P型漂移區(qū)，摻雜計量為1×10¹²到18×10¹²cm^-2之間，

4.)注入1.5×10¹³cm^-2到3.6×10¹³cm^-2的磷離子形成N型保護環(huán)，注入能量為200Kev，

5.)采用PECVD方法積淀S_iO₂場氧化層，

6.)在300℃下，采用硼離子注入形成源漏區(qū)，并在1500℃～1700℃的高溫下退火，

7.)在1300℃干燥的N₂O中熱氧化，然后在1300℃的N₂中退火30min形成柵氧化層，

8.)利用鋁制備柵和源、漏極的金屬接觸，并同步制備漏端的金屬場極板。