[發明專利]一種耗盡型功率場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201310025083.5
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103107094A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 高梓浩
• 申請（專利權）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種場效應晶體管及其制備方法，特別是涉及一種耗盡型功率場效應晶體管及其制備方法。

背景技術

功率晶體管一般用于控制功率電子器件合理工作，通過功率電子器件為負載提供大功率的輸出。功率晶體管已廣泛用于控制功率輸出，高頻大功率晶體管的應用電子設備的掃描電路中，如彩電，顯示器，示波器，大型游戲機的水平掃描電路，視放電路，發射機的功率放大器等，亦廣泛地應用到例如對講機，手機的射頻輸出電路，高頻振蕩電路和高速電子開關電路等電路中。

在現有的耗盡型功率場效應晶體管的制作方法中，一般是先在漂移區表面通過磷或者砷離子注入形成N型耗盡層，然后制作柵極并通過自對準工藝進行P型離子注入及高溫推進工藝制作P阱，由于由磷或者砷形成的N型耗盡層在P阱向柵極下方擴散高溫推進時非常容易被反型而被P阱覆蓋，因此，在形成所述N型耗盡層時，磷或砷的離子濃度要求較高，N型耗盡層的寬度也要求較大，從而導致在晶體管在柵極添加負電壓時也難以迅速關閉，影響晶體管的正常工作。

美國專利US005472888A中介紹了一種耗盡型功率場效應晶體管的制作方法，可以克服上述的缺陷，然而，其制作方法中需要增加特殊的步驟，如增加掩膜版的使用次數，增加離子注入的次數等，工藝較復雜，工藝成本較高，并不利于生產。

因此，提供一種工藝簡單且有效克服現有的耗盡型功率場效應晶體管的制作方法各種缺陷的新工藝實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種耗盡型功率場效應晶體管的制備方法，用于解決現有技術中耗盡型功率場效應晶體管的制作方法工藝復雜，工藝成本高等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種耗盡型功率場效應晶體管的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟：

1）提供一N++型半導體襯底，于該N型半導體襯底表面外延N-型漂移區；

2）通過離子注入及退火工藝于所述N-型漂移區表面形成包括依次層疊的磷摻雜層、硼摻雜層及銻摻雜層的N型耗盡層；

3）于所述N-型漂移區表面形成柵氧層及多晶硅層，并通過光刻工藝形成柵極結構；

4）采用自對準工藝于所述柵極結構的側面進行P型離子注入，并進行高溫退火使所述P型離子于所述柵極結構及N型耗盡層下方向前推進，形成P阱；

5）通過離子注入工藝及退火工藝于所述P阱中形成與所述N型耗盡層相連的N+型源區；

6）通過離子注入及退火工藝于所述P阱及N+型源區之間形成P+型接觸區；

7）于上述結構表面形成介質層；

8）通過光刻工藝于所述介質層及其下方刻出電極制備區域，以露出所述N+型源區、P+型接觸區以及P阱；

9）于所述電極制備區域中及介質層表面沉積金屬電極，使所述金屬電極同時與所述N+型源區、P+型接觸區以及P阱連接。

作為本發明的耗盡型功率場效應晶體管的制備方法的一種優選方案，步驟2）中的離子注入包括以下步驟：

2-1）進行銻離子注入，注入劑量為1e13~9e13，注入能量為30~70KeV；

2-2）進行硼離子注入，注入劑量為5e11~5e12，注入能量為10~30KeV；

2-3）進行磷離子注入，注入劑量為4e11~6e11，注入能量為80~120KeV；

2-4）進行磷離子注入，注入劑量為2e11~4e11，注入能量為150~250KeV。

作為本發明的耗盡型功率場效應晶體管的制備方法的一種優選方案，步驟2）中的離子注入包括以下步驟：

2-1）進行銻離子注入，注入劑量為4.5e13，注入能量為50KeV；

2-2）進行硼離子注入，注入劑量為1e12，注入能量為20KeV；

2-3）進行磷離子注入，注入劑量為5e11，注入能量為100KeV；

2-4）進行磷離子注入，注入劑量為3e11，注入能量為180KeV。

作為本發明的耗盡型功率場效應晶體管的制備方法的一種優選方案，步驟2-1）中離子注入的角度為0~5度；步驟2-2）中離子注入的角度為0~5度；步驟2-3）中離子注入的角度為5~10度；步驟2-1）中離子注入的角度為5~10度。

作為本發明的耗盡型功率場效應晶體管的制備方法的一種優選方案，步驟4）中的離子注入包括以下步驟：

4-1）進行硼離子注入，注入劑量為1e13~5e13，注入能量為150~200KeV；