[發明專利]一種基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法

有效

• 申請號: 201410166456.5
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103928344B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 宋慶文;何艷靜;湯曉燕;張藝蒙;賈仁需;呂紅亮;張玉明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在N⁺碳化硅襯底片上生長8～9μm氮離子摻雜的N^-漂移層，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～2×10¹⁵cm^-3，外延溫度為1570℃，壓力為100mbar，反應氣體是硅烷和丙烷，載運氣體為純氫氣，雜質源為液態氮氣；

(2)在氮離子摻雜的N^-漂移層上進行多次鋁離子選擇性注入，形成深度為0.5μm,摻雜濃度為3×10¹⁸cm^-3的P阱，注入溫度為650℃；

(3)在氮離子摻雜的N^-漂移層上進行多次氮離子選擇性注入，形成深度為0.2μm,摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3的N+源區，注入溫度為650℃；

(4)在氮離子摻雜的N^-漂移層上進行多次鋁離子選擇性注入，形成深度為0.2μm,摻雜濃度為2×10¹⁹cm^-3的P+歐姆接觸區，注入溫度為650℃；

(5)在整個碳化硅片正面外延生長厚度為2～5nm的氮離子摻雜的N+納米薄層，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3，外延溫度為1570℃，壓力為100mbar，反應氣體是硅烷和丙烷，載運氣體為純氫氣，雜質源為液態氮氣；

(6)對整個碳化硅正面依次進行干氧氧化，即N+納米薄層被氧化，形成60nm～100nm的SiO₂隔離介質，干氧氧化溫度為1200℃；

(7)在SiO₂隔離介質上淀積形成200nm的磷離子摻雜的多晶硅柵，摻雜濃度為5×10¹⁹cm^-3～1×10²⁰cm^-3，淀積溫度為600～650℃，淀積壓強為60～80Pa，反應氣體為硅烷和磷化氫，載運氣體為氦氣；

(8)淀積300nm/100nm的Al/Ti合金，作為源極和漏極的接觸金屬層，并在1100±50℃溫度下的氮氣氣氛中退火3分鐘形成歐姆接觸。

2.根據權利要求1基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法，其特征在于，所述步驟(5)所使用的方法為外延工藝。

3.根據權利要求1基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法，其特征在于，所述步驟(5)厚度為3nm。

4.根據權利要求1基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法，其特征在于，所述步驟(5)摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3。

5.根據權利要求1所述的基于N型納米薄層來提高N型DiMOSFET溝道遷移率方法，其特征在于，所述步驟(6)直接氧化步驟(5)所生長的氧化N+納米薄層，條件為先在1200℃下干氧氧化一個小時之后，再在950℃下濕氧氧化一個小時。