[發明專利]一種新型碳化硅MOSFET及其制造方法

在審

• 申請號: 201410620019.6
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104282766A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 李誠瞻;吳煜東;趙艷黎;蔣華平;高云斌;丁榮軍
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/22;H01L21/265
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種新型碳化硅MOSFET，其特征在于，包括：SiC襯底(9)、設置于所述SiC襯底(9)上方的N^－外延層(8)、設置于所述N^－外延層(8)上方的兩個P阱(7)、設置于P阱(7)上的相互緊鄰的N⁺接觸(5)和P⁺接觸(6)，設置于兩個P阱(7)中間的JFET區(11)，設置于JFET區(11)上方并延伸至P阱(7)上的SiO₂氧化層(2)、設置于SiO₂氧化層(2)上方的柵極(1)，設置于P阱(7)上方的源極(4)、設置于所述SiC襯底(9)下方的漏極(10)，以及設置于所述兩個P阱(7)上與碳化硅襯底相同大小的P^－外延層(3)。

2.如權利要求1所述的新型碳化硅MOSFET，其特征在于，所述P^－外延層(3)的厚度為0.01～0.1um。

3.如權利要求1所述的新型碳化硅MOSFET，其特征在于，所述P^－外延層(3)摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3。

4.如權利要求3所述的新型碳化硅MOSFET，其特征在于，所述P^－外延層(3)的摻雜介質為鋁或硼。

5.一種新型碳化硅MOSFET的制造方法，其特征在于，包括：

在SiC襯底(9)上外延N^－外延層(8)；

在所述N^－外延層(8)上進行離子注入形成兩個P阱(7)，所述兩個P阱(7)中間為JFET區(11)；

在所述兩個P阱(7)上方外延P^－外延層(3)；

分別在所述兩個P阱(7)上進行離子注入形成N⁺接觸(5)和P⁺接觸(6)；

在高溫激活退火爐中將經上述步驟后形成的器件在1500℃～1850℃溫度下退火；

在所述P^－外延層(3)上方熱氧化SiO₂氧化層(2)；

在所述SiO₂氧化層(2)上方淀積多晶硅形成柵極(1)；

分別在所述兩個P阱(7)上方構建源極(4)；

在所述SiC襯底(9)下方構建漏極(10)。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述在SiC襯底(9)上外延N^－外延層(8)具體包括：

在SiC襯底(9)上外延摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁶cm^-3，生長厚度為5～35um的N^－外延層(8)。

7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述N^－外延層(8)上進行離子注入形成兩個P阱(7)具體包括：在N^－外延層(8)上進行三次或四次離子注入Al離子，形成生長深度為0.5～1.5um、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3的兩個P阱(7)；

所述分別在所述兩個P阱(7)上進行離子注入形成N⁺接觸(5)和P⁺接觸(6)具體包括：在每個P阱(7)上進行三次或四次離子注入Al離子，形成深度為0.2～0.3um、摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3～5×10¹⁹cm^-3的P⁺接觸(6)，然后進行三次或四次離子注入N離子，在每個P阱(7)中形成深度為0.2～0.3um、摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3～5×10¹⁹cm^-3的N⁺接觸(5)。