[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

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種新型碳化硅MOSFET及其制造方法。

背景技術

通常在碳化硅MOSFET器件制作過程中，需要進行多步的離子注入和高溫激活退火工藝，這兩種工藝都會造成碳化硅MOSFET器件的P阱表面反型導電溝道的粗糙度增大。

碳化硅器件的正常使用依賴于碳化硅器件中載流子的運輸，如圖1所示為載流子在P阱表面的輸運路徑，由圖1可看出載流子在高表面粗糙度的P阱表面反型導電溝道輸運時，載流子碰撞或散射幾率會很大，造成MOSFET器件反型層溝道載流子遷移率很低，進一步會增加MOSFET器件的導通電阻，影響MOSFET器件的使用。

因此現在需要一種新型的碳化硅MOSFET，以降低導電溝道中載流子碰撞或散射幾率，提高碳化硅MOSFET器件反型溝道載流子遷移率低，降低器件導通電阻。

發明內容

本發明提供了一種新型碳化硅MOSFET及其制造方法，本發明能夠降低導電溝道中載流子碰撞或散射幾率，提高碳化硅MOSFET器件反型溝道載流子遷移率，降低器件導通電阻。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術手段：

一種新型碳化硅MOSFET，包括：SiC襯底、設置于所述SiC襯底上方的N^－外延層、設置于所述N^－外延層上方的兩個P阱、設置于P阱上的相互緊鄰的N⁺接觸和P⁺接觸，設置于兩個P阱中間的JFET區，設置于JFET區上方并延伸至P阱上的SiO₂氧化層、設置于SiO₂氧化層上方的柵極，設置于P阱上方的源極、設置于所述SiC襯底下方的漏極，以及設置于所述兩個P阱上與碳化硅襯底相同大小的P^－外延層。

優選的，所述P^－外延層的厚度為0.01～0.1um。

優選的，所述P^－外延層摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3。

優選的，所述P^－外延層的摻雜介質為鋁或硼。

一種新型碳化硅MOSFET的制造方法，包括：

在SiC襯底上外延N^－外延層；

在所述N^－外延層上進行離子注入形成兩個P阱，所述兩個P阱中間為JFET區；

在所述兩個P阱上方外延P^－外延層；

分別在所述兩個P阱上進行離子注入形成N⁺接觸和P⁺接觸；

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^－外延層上方熱氧化SiO₂氧化層；

在所述SiO₂氧化層上方淀積多晶硅形成柵極；

分別在所述兩個P阱上方構建源極；

在所述SiC襯底下方構建漏極。

優選的，所述在SiC襯底上外延N^－外延層具體包括：

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

優選的，所述在所述N^－外延層上進行離子注入形成兩個P阱具體包括：在N^－外延層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；