[發明專利]一種具有部分高摻雜溝道4H-SiC金半場效應管的制備方法

在審

• 申請號: 201610255963.5
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105789056A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 賈護軍;楊志輝;馬培苗;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L29/812;H01L29/10;H01L29/36
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

1.一種具有部分高摻雜溝道4H-SiC金半場效應管的制備方法， 其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)對4H-SiC半絕緣襯底(1)進行清洗，以去除襯底表面 污物；

步驟2)在4H-SiC半絕緣襯底(1)上外延生長0.5μm厚的SiC 層，同時經乙硼烷B₂H₆原位摻雜，形成濃度為1.4×10¹⁵cm^-3的P型緩 沖層(2)；

步驟3)在P型緩沖層(2)上外延生長0.4μm-0.5μm厚的SiC 層，同時經N₂原位摻雜，形成濃度為3×10¹⁷cm^-3的N型溝道層(3)；

步驟4)在N型溝道層(3)上外延生長0.2μm厚的SiC層，同 時經N₂原位摻雜，形成濃度為2.0×10¹⁹cm^-3的N⁺型帽層；

步驟5)在N⁺型帽層上依次進行光刻和隔離注入，形成隔離區和 有源區；

步驟6)對有源區依次進行源漏光刻、磁控濺射、金屬剝離和高 溫合金，形成0.5μm長的源電極(6)和漏電極(7)；

步驟7)對源電極(6)和漏電極(7)之間的N⁺型帽層進行光刻、 刻蝕，形成凹溝道區域，即左側溝道(8)和右側溝道(9)；

步驟8)在凹溝道上依次進行光刻和隔離注入，對凹溝道區域正 下方N型溝道區域進行重摻雜，形成溝道重摻雜區域(11)；

步驟9)對源電極(6)和漏電極(7)之間距離源極帽層內側0.5μm 的凹溝道進行光刻、刻蝕，刻蝕厚度為0.05μm，刻蝕長度為0.35μm， 形成柵區域；

步驟10)對柵區域進行光刻、磁控濺射和金屬剝離，形成0.7μm 長的柵區域(10)；

步驟11)對所形成的4H-SiC金屬半導體場效應晶體管表面進行 鈍化、反刻，形成電極壓焊點，完成器件的制作。

2.根據權利要求1所述的一種具有部分高摻雜溝道4H-SiC金半 場效應管的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的清洗過程為：

a、用蘸有甲醇的棉球將襯底仔細清洗兩、三次，以除去表面各 種尺寸的SiC顆粒；

b、將4H-SiC半絕緣襯底(1)在H₂SO₄:HNO₃＝1:1中超聲5分鐘；

c、將4H-SiC半絕緣襯底(1)在1#清洗液中煮沸5分鐘，1#清 洗液為NaOH:H₂O₂:H₂O＝1:2:5，然后去離子水沖洗5分鐘后再放入2# 清洗液中煮沸5分鐘，2#清洗液為HCl:H₂O₂:H₂O＝1:2:7，最后用去離 子水沖洗干凈并用N₂吹干備用。

3.根據權利要求1所述的一種具有部分高摻雜溝道4H-SiC金半 場效應管的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中P型緩沖層(2) 制備過程為：將4H-SiC半絕緣襯底(1)放入生長室中，然后向生長 室中通入流量為20ml/min的硅烷、10ml/min的丙烷和80l/min 的高純氫氣，同時通入2ml/min的B₂H₆，生長溫度為1550℃，壓強 為10⁵Pa，持續6min，完成摻雜濃度和厚度分別為1.4×10¹⁵cm^-3和 0.5μm的P型緩沖層(2)制作。