[發明專利]一種碳化硅MOSFET器件及其制備方法在審
| 申請號： | 201811290910.2 | 申請日： | 2018-10-31 |
| 公開（公告）號： | CN109309127A | 公開（公告）日： | 2019-02-05 |
| 發明（設計）人： | 邵錦文;侯同曉;孫致祥;賈仁需;元磊;張秋潔;劉學松 | 申請（專利權）人： | 秦皇島京河科學技術研究院有限公司 |
| 主分類號： | H01L29/78 | 分類號： | H01L29/78;H01L29/423;H01L21/04 |
| 代理公司： | 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230 | 代理人： | 張曉 |
| 地址： | 066004 河北省秦皇島市市轄區經*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 柵氧化層 溝道 碳化硅MOSFET 源極 邊緣位置 依次層疊 多晶硅 隔離槽 漏極 制備 對稱 | ||
1.一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，由下向上依次層疊設置的漏極(1)、N型SiC襯底層(2)、N型漂移層；
以及JFET區(5)、溝道(6)、P阱(7)，依次位于所述N型漂移層上，所述P阱(7)的厚度小于所述溝道(6)的厚度；
P型接觸區(8)、N型接觸區(9)，均位于所述P阱(7)上，且所述P型接觸區(8)位于所述P阱(7)上的邊緣位置，所述P型接觸區(8)、所述N型接觸區(9)和所述溝道(6)依次接觸；
源極(10)，位于所述P型接觸區(8)和部分所述N型接觸區(9)上；
第一SiO2柵氧化層(11)，位于部分所述N型接觸區(9)和所述溝道(6)上；
隔離槽(14)，位于N型接觸區(9)上，且位于所述源極(10)和所述第一SiO2柵氧化層(11)之間；
第二SiO2柵氧化層(12)，位于JFET區(5)上；
多晶硅(13)，位于所述第一SiO2柵氧化層(11)和所述第二SiO2柵氧化層(12)上。
2.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述N型漂移層包括緩沖層(3)和N型外延層(4)，其中，所述N型漂移層厚度為10～13μm、氮離子摻雜濃度為1×1015cm-3～9×1015cm-3。
3.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P阱(7)深度為0.5～0.8μm，摻雜濃度為1×1018cm-3～5×1018cm-3。
4.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型接觸區(8)的結深為0.2～0.3μm，摻雜濃度為1×1019cm-3～5×1019cm-3。
5.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述N型接觸區(9)的結深為0.2～0.3μm，摻雜濃度為1×1019cm-3～5×1019cm-3。
6.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第一SiO2柵氧化層(11)的厚度為40～60nm。
7.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述第二SiO2柵氧化層(12)的厚度為100～200nm。
8.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述多晶硅(13)的厚度為0.4～0.6μm，摻雜濃度為1×1020cm-3～3×1020cm-3。
9.根據權利要求1所述的一種碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述源極(10)和所述漏極(1)的材料為Ti/Al合金，其中，Ti的厚度為30～100nm，Al的厚度為100～300nm。
10.一種碳化硅MOSFET器件的制備方法，包括：
S1、在N型SiC襯底層(2)上形成緩沖層(3)；
S2、在所述緩沖層(3)上形成N型外延層(4)；
S3、在所述N型外延層(4)上一部分進行鋁離子注入形成P阱(7)，在所述N型外延層(4)上另一部分形成JFET區(5)；
S4、在所述P阱(7)上進行鋁離子注入，形成P型接觸區(8)，其中，所述P型接觸區(8)下沉至所述P阱(7)內，形成于所述P阱(7)內部一邊；
S5、在所述P阱(7)上進行氮離子注入，形成N型接觸區(9)，其中，所述N型接觸區(9)下沉至所述P阱(7)內；且所述N型接觸區(9)形成于所述P型接觸區(8)的旁邊，所述P阱(7)另一邊形成溝道(6)；
S6、在所述P型接觸區(8)、所述N型接觸區(9)、所述溝道(6)和所述JFET區(5)上生長100～200nm厚的第二SiO2柵氧化層(12)；
S7、刻蝕去除所述JFET區(5)上方以外的所述第二SiO2柵氧化層(12)；
S8、在1200℃～1350℃溫度下，在所述P型接觸區(8)、所述N型接觸區(9)和所述溝道(6)上生長40～60nm厚的第一SiO2柵氧化層(11)；
S9、在所述第一SiO2柵氧化層(11)和所述第二SiO2柵氧化層(12)上，采用低壓化學氣相淀積法淀積厚度為0.4～0.6μm的多晶硅(13)；
S10、采用干法刻蝕工藝，刻蝕掉位于所述P型接觸區(8)和部分所述N型接觸區(9)上的所述第一SiO2柵氧化層(11)和所述多晶硅(13)；
S11、在所述P型接觸區(8)和部分所述N型接觸區(9)上淀積Ti/Al合金，作為歐姆接觸金屬，并在800℃～1000℃氮氣氛圍中退火2～5min形成源極(10)的歐姆接觸；其中，所述源極(10)與所述第一SiO2柵氧化層(11)形成在所述N型接觸區(9)上的隔離槽(14)兩側；
S12、在N型SiC襯底(2)背面淀積Ti/Al合金，作為歐姆接觸金屬，并在800℃～1000℃氮氣氛圍中退火2～5min形成漏極(1)的歐姆接觸。
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