[發明專利]碳化硅離子注入摻雜掩膜結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201410071399.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN104882369A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 李誠瞻;劉可安;吳煜東;周正東;史晶晶;高云斌
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/266
• 分類號: H01L21/266
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.碳化硅離子注入摻雜掩膜結構，其特征在于，包括：

形成于SiC外延片（1）被注入區表面的第一阻擋層（2），避免高能離子注入所述SiC外延片（1）時直接轟擊SiC外延片（1）的表面，并使表面摻雜濃度相對較低部分分布在所述第一阻擋層（2）中，使箱型雜質濃度均勻部分分布在所述SiC外延片（1）中；

形成于所述SiC外延片（1）非注入區表面的第一阻擋層（2），以及形成于所述非注入區表面的第一阻擋層（2）之上的第二阻擋層（3），所述第二阻擋層（3）使注入離子停留在其內部，所述注入離子無法進入所述SiC外延片（1）的內部，實現選區摻雜。

2.碳化硅離子注入摻雜掩膜結構，其特征在于，包括：

形成于SiC外延片（1）被注入區表面的第一阻擋層（2），避免高能離子注入所述SiC外延片（1）時直接轟擊SiC外延片（1）的表面，并使表面摻雜濃度相對較低部分分布在所述第一阻擋層（2）中，使箱型雜質濃度均勻部分分布在所述SiC外延片（1）中；

形成于所述SiC外延片（1）非注入區表面的第一阻擋層（2），以及形成于所述非注入區表面的第一阻擋層（2）之上的第二阻擋層（3），所述第二阻擋層（3）使注入離子停留在其內部，所述注入離子無法進入所述SiC外延片（1）的內部，實現選區摻雜；

形成于所述第二阻擋層（3）之上的第三阻擋層（4），作為選區刻蝕所述第二阻擋層（3）的掩膜層。

3.根據權利要求1或2所述的碳化硅離子注入摻雜掩膜結構，其特征在于：所述第一阻擋層（2）采用SiO₂。

4.根據權利要求1或2所述的碳化硅離子注入摻雜掩膜結構，其特征在于：所述第二阻擋層（3）采用多晶硅，所述第二阻擋層（3）的厚度取決于離子注入的最高能量。

5.根據權利要求2所述的碳化硅離子注入摻雜掩膜結構，其特征在于：所述第三阻擋層（4）采用SiO₂。

6.碳化硅離子注入摻雜掩膜結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100：掩膜層形成步驟，在SiC外延片（1）的表面形成第一阻擋層（2），所述第一阻擋層（2）作為表面保護層以及低雜質濃度分布層；

在所述第一阻擋層（2）的表面淀積第二阻擋層（3），作為離子注入阻擋層；

S101：第二阻擋層刻蝕窗口形成步驟，在所述第二阻擋層（3）的表面涂敷光刻膠（5），在掩膜板下經過曝光并顯影形成第二阻擋層刻蝕窗口（10），使要刻蝕所述第二阻擋層（3）的區域暴露出來；

S102：離子注入窗口形成步驟，在所述光刻膠（5）的掩膜下，選區刻蝕所述第二阻擋層（3）暴露出來的區域，使處于離子注入區域上的所述第一阻擋層（2）暴露出來，形成離子注入窗口（11）；

S103：離子注入步驟，采用多次多能離子注入，形成所述SiC外延片（1）中的箱形雜質濃度分布。

7.碳化硅離子注入摻雜掩膜結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S200：掩膜層形成步驟，在SiC外延片（1）的表面形成第一阻擋層（2），所述第一阻擋層（2）作為表面保護層以及低雜質濃度分布層；

在所述第一阻擋層（2）的表面淀積第二阻擋層（3），作為離子注入阻擋層；

在所述第二阻擋層（3）的表面淀積第三阻擋層（4），作為選區刻蝕所述第二阻擋層（3）的掩膜層；

S201：第三阻擋層刻蝕窗口形成步驟，在所述第三阻擋層（4）的表面涂敷光刻膠（5），在掩膜板下經過曝光并顯影形成第三阻擋層刻蝕窗口（12），使要刻蝕所述第三阻擋層（4）的區域暴露出來；

S202：第二阻擋層刻蝕窗口形成步驟，去除所述第三阻擋層（4）暴露出來的區域，使要刻蝕的所述第二阻擋層（3）的區域暴露出來，形成第二阻擋層刻蝕窗口（10）；

S203：離子注入窗口形成步驟，選區刻蝕所述第二阻擋層（3）暴露出來的區域，使處于離子注入區域上的所述第一阻擋層（2）暴露出來，形成離子注入窗口（11）；

S204：離子注入步驟，采用多次多能離子注入，形成所述SiC外延片（1）中的箱形雜質濃度分布。

8.根據權利要求6所述的碳化硅離子注入摻雜掩膜結構的制備方法，其特征在于：在所述離子注入步驟之前，選區刻蝕所述第二阻擋層（3）暴露出來的區域之后，還包括去除未被顯影部分的所述光刻膠（5）的步驟。