[發明專利]一種集成SBD結構的單側MOS型器件制備方法

在審

• 申請號: 201711266056.1
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108183131A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李士顏;柏松;黃潤華;劉昊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種集成SBD結構的單側MOS型器件制備方法，通過引入特殊角度溝槽制備工藝，傾斜角度單側離子注入工藝，與歐姆工藝兼容的肖特基金屬工藝，實現了集成SBD結構的SiC溝槽MOSFET器件的制備。本發明將碳化硅SBD結構集成在碳化硅溝槽型MOSFET器件中，可以很好的實現反向續流功能，減小MOSFET器件反向恢復時間，可以有效降低碳化硅電力電子器件的應用成本。同時本發明還結合了特殊晶面刻蝕的單側高遷移率溝槽結構，可以在提高溝道遷移率的同時，縮小原胞尺寸，提高器件導通能力。

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，尤其涉及一種集成SBD結構的單側MOS型器件制備方法。

背景技術

碳化硅材料作為第三代半導體材料，相對與傳統的硅和砷化鎵材料，具有禁帶寬度大、擊穿電場強度場高、飽和漂移速度大及熱導率大等一系列優越性能。基于碳化硅材料獨特的材料特性，其在高頻、大功率、高壓和耐高溫電力電子器件領域具有巨大的應用優勢。在高端性能的開關電源、新能源動力汽車以及軌道交通方面，碳化硅基場效應晶體管(MOSFET)器件具有巨大的應用優勢，其可以有效的降低系統尺寸、重量以及對高溫高壓工作的需求。

在碳化硅MOSFET器件應用中，通常需要匹配一個碳化硅SBD實現續流作用，該方案使得器件應用成本升高。因此實現碳化硅MOSFET器件中集成SBD結構，采用一個芯片實現原有功能，能夠有效降低器件應用成本。在碳化硅MOSFET器件結構中，溝槽結構可以有效提高器件電流密度，縮小芯片面積，因此制備集成SBD結構的SiC溝槽MOSFET器件具有重要應用意義。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種集成SBD結構的單側MOS型器件制備方法。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種集成SBD結構的單側MOS型器件制備方法，包括以下步驟：

(1)在外延層上，通過生長介質掩膜、光刻、刻蝕和離子注入工藝，形成多個P-Well離子注入區、N+離子注入區和P+離子注入區；

(2)在外延層上通過生長掩膜介質、光刻、干法刻蝕、表面氧化和選擇性腐蝕工藝，形成傾斜角溝槽；

(3)基于步驟S2的掩膜介質，通過傾斜角度離子注入，形成P+注入區；

(4)通過碳化硅表面保護層、高溫退火離子激活、犧牲氧化、濕法腐蝕、柵介質氧化和退火工藝，生長柵氧介質；

(5)通過LPCVD生長原位摻雜多晶硅填充溝槽，然后通過退火激活、平整化、光刻和刻蝕工藝，形成多晶硅柵電極；

(6)通過光刻、金屬化和剝離工藝，形成正面和背面的歐姆金屬，并通過高溫退火與碳化硅形成歐姆接觸；

(7)通過光刻、金屬化和剝離工藝，形成正面肖特基金屬，并通過肖特基退火形成肖特基接觸，完成集成SBD結構和SiC溝槽的MOS型器件制備。

有益效果：本發明將碳化硅SBD結構集成在碳化硅MOSFET器件中，可以很好的實現反向續流功能，減小MOSFET器件反向恢復時間，可以有效降低碳化硅電力電子器件的應用成本。同時本發明還結合了特殊晶面刻蝕的單側高遷移率溝槽結構，可以在提高溝道遷移率的同時，縮小原胞尺寸，提高器件導通能力。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式中步驟1的示意圖；

圖2是本發明具體實施方式中步驟2的示意圖；

圖3是本發明具體實施方式中步驟3的示意圖；

圖4是本發明具體實施方式中步驟4的示意圖；

圖5是本發明具體實施方式中步驟5的示意圖；

圖6是本發明具體實施方式中步驟6的示意圖；