[發(fā)明專利]一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件及其制作方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811501679.7
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109390336A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;顏劍;譚在超;丁國華;羅寅;張玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);蘇州鍇威特半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L29/872;H01L21/8234
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進(jìn)

1.一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于：包括第一導(dǎo)電型襯底、沉積在襯底之上的第一導(dǎo)電型外延層、位于外延層內(nèi)部的第一和第二阱區(qū)、第一和第二阱區(qū)內(nèi)具有第二導(dǎo)電型、設(shè)置于第一和第二阱區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)、設(shè)置于第一和第二阱區(qū)內(nèi)側(cè)的多個溝槽、設(shè)置在第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)上部的歐姆接觸電極、設(shè)置在溝槽一側(cè)的第二導(dǎo)電型摻雜層、設(shè)置在第二導(dǎo)電型摻雜層之間頂部的肖特基接觸電極，溝槽向襯底方向延伸，在溝槽中填充POLY柵，在POLY柵的周圍設(shè)置能包裹住POLY柵的氧化層，在歐姆接觸電極和肖特基接觸電極之間設(shè)置一鈍化層，在第一導(dǎo)電型襯底的底部設(shè)置背面電極，在歐姆接觸電極、肖特基接觸電極和鈍化層的頂部設(shè)置正面電極。

2.如權(quán)利要求1所述的一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第二導(dǎo)電型摻雜層采用角度注入第一導(dǎo)電型外延層內(nèi)，第二導(dǎo)電型摻雜層對POLY柵形成半包結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第二導(dǎo)電型摻雜層注入的角度范圍為22°-45°。

4.如權(quán)利要求3所述的一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述肖特基接觸電極與第二導(dǎo)電型摻雜層的表面相接觸。

5.如權(quán)利要求4所述的一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)均位于第一和第二阱區(qū)的頂部，歐姆接觸電極與第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)的表面相接觸，歐姆接觸電極覆蓋第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)的整個表面，第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)覆蓋第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)的一部分表面，鈍化層覆蓋第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)的剩余部分表面。

6.如權(quán)利要求5所述的一種新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述鈍化層覆蓋住POLY柵及其周圍的氧化層的整個上表面。

7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的新型寬禁帶功率半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

（1）第一和第二阱區(qū)制作：提供第一導(dǎo)電型襯底，然后將外延層沉積在此襯底上，外延層具有第一導(dǎo)電型，最后上光罩，在外延層表面進(jìn)行選擇性離子注入，并在外延層的頂部兩側(cè)形成第一和第二阱區(qū)，在第一和第二阱區(qū)中注入P型離子形成第二導(dǎo)電型；

（2）溝槽刻蝕：在第一和第二阱區(qū)內(nèi)側(cè)進(jìn)行Trench溝槽刻蝕，并且使得溝槽向襯底方向延伸；

（3）第二導(dǎo)電型摻雜層制作：上光罩進(jìn)行選擇性離子注入，并在溝槽一側(cè)采用角度注入制作第二導(dǎo)電型摻雜層；

（4）柵極氧化層和POLY柵制作：在溝槽中沉積POLY柵，并采用高溫柵氧化工藝在POLY柵的周圍設(shè)置能包裹住POLY柵的柵極氧化層；

（5）第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)制作：上光罩，在外延層表面進(jìn)行選擇性離子注入，在第一和第二阱區(qū)內(nèi)注入第一導(dǎo)電型形成第一導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)，而在第一和第二阱區(qū)內(nèi)注入第二導(dǎo)電型形成第二導(dǎo)電型注入?yún)^(qū)；

（6）鈍化層沉積和歐姆接觸電極及肖特基接觸電極制作：在襯底外延層表面淀積一層鈍化層，該鈍化層是含硅的絕緣隔離材質(zhì)，然后上光罩，刻蝕出歐姆接觸孔，再濺射歐姆金屬，并高溫快速退火，在金屬與半導(dǎo)體接觸面反應(yīng)生成金屬硅化物形成歐姆接觸；然后再上光罩，刻蝕肖特基接觸孔，再濺射肖特基金屬，并高溫快速退火，在該金屬與半導(dǎo)體接觸表面形成肖特基接觸；

（7）正面電極、背面電極制作：在歐姆接觸電極、肖特基接觸電極和鈍化層的頂部上金屬鋁，然后上光罩，進(jìn)行金屬刻蝕形成正面電極，在第一導(dǎo)電型襯底的底部上金屬形成背面電極。