[發明專利]一種SiC-MOS器件的制備方法

在審

• 申請號: 201910879293.8
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110473914A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 姚金才;陳宇;朱超群
• 申請（專利權）人: 深圳愛仕特科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L29/417;H01L21/336
• 代理公司: 44632 深圳倚智知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 霍如肖<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種SiC-MOS器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、選取碳化硅N+襯底和碳化硅N-外延層，對碳化硅N+襯底和碳化硅N-外延層進行清洗并且干燥；

S2、通過溝槽刻蝕工藝，利用Trench掩膜版在碳化硅N-外延層上表面刻蝕出指定尺寸的源極溝槽和柵極溝槽，在源極溝槽和柵極溝槽之間形成臺面結構；

S3、通過光刻、高能離子注入工藝，利用掩膜版在碳化硅N-外延層表面的臺面結構上和源極溝槽底部進行鋁離子注入，形成碳化硅P型摻雜區；

S4、通過光刻、高能離子注入工藝，利用掩膜版在源極溝槽底部的碳化硅P型摻雜區上進行鋁離子注入，形成距離碳化硅P型摻雜區邊緣0.2μm的碳化硅P+摻雜區；

S5、通過光刻、高能離子注入工藝，利用掩膜版在臺面結構上的碳化硅P型摻雜區表面進行氮離子注入，形成碳化硅N+源區；

S6、高溫退火，對注入的離子進行高溫激活；

S7、對柵極溝槽表面進行氧化，形成厚度為50nm的SiO₂絕緣柵介質層；

S8、通過低壓熱壁化學氣相淀積法在SiO₂絕緣柵介質層(108)上淀積形成磷離子摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3，厚度為800nm的多晶硅柵；

S9、對SiO₂絕緣柵介質層和多晶硅柵進行光刻、刻蝕，僅保留柵極溝槽(103)內部的SiO₂絕緣柵介質層和多晶硅柵，并且進行研磨，使得柵極溝槽內的多晶硅柵上表面與臺面結構齊平；

S10、通過淀積及光刻、刻蝕工藝在多晶硅柵上形成柵極金屬，并且進行高溫退火，形成良好歐姆接觸；

S11、通過低壓熱壁化學氣相淀積法在碳化硅N+襯底下表面淀積金屬漏極，并且進行高溫退火，使柵極金屬與金屬漏極形成良好歐姆接觸；

S12、通過lift-off工藝濺射淀積金屬Ni在源極溝槽底部淀積一層肖特基接觸金屬，通過刻蝕去除多余的金屬Ni，并且快速熱處理處理，形成良好肖特基接觸；

S13、通過淀積、光刻以及刻蝕工藝形成硼磷硅玻璃絕緣介質層，并且高溫回流，形成弧形邊界；

S14、通過淀積、光刻以及刻蝕工藝形成源極金屬以及柵極連接金屬，完成制備。

2.根據權利要求1所述的一種SiC-MOS器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S21、在碳化硅N-外延層上表面進行光刻，形成柵極與源極溝槽窗口，使得位于柵極溝槽窗口與源極溝槽窗口處的碳化硅N-外延層區域部分裸露；

S22、利用感應耦合等離子體刻蝕技術對碳化硅N-外延層進行刻蝕形成柵極溝槽與源極溝槽，刻蝕壓強為0.3～0.5Pa，溫度為常溫，源功率為700～800W，偏壓功率為100～200W，刻蝕氣體包括六氟化硫、氧氣和氬氣，其中，六氟化硫和氬氣的氣體流量比例為2:1，氧氣含量的變化范圍為45％～50％，刻蝕深度為0.8μm。

3.根據權利要求1所述的一種SiC-MOS器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S31、通過低壓熱壁化學氣相淀積法在碳化硅N-外延層表面的臺面結構上以及柵極溝槽和源極溝槽底部淀積一層厚度為1.5μm的Al作為碳化硅P型摻雜區離子注入的阻擋層，通過光刻和刻蝕形成碳化硅P型摻雜區注入區；

S32、在650℃的溫度下對碳化硅N-外延層正面進行多次Al離子注入，在碳化硅P型摻雜區注入區形成深度為0.6μm，摻雜濃度為3×10¹⁸cm^-3的碳化硅P型摻雜區；

S33、采用磷酸去除碳化硅N-外延層表面以及源極溝槽底部的Al，并且清洗干燥。