[發明專利]一種集成低勢壘JBS的SiC-MOS器件的制備方法

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• 申請號: 201910879294.2
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110473915A
• 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;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

1.一種集成低勢壘JBS的SiC-MOS器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對SiC襯底和SiC外延層進行清洗并且干燥；

S2、在SiC外延層表面上進行鋁離子注入，形成P-well阱區；

S3、在P-well阱區上表面進行氮離子注入，形成源極接觸n+區域；

S4、在P-well阱區與源極接觸n+區域邊緣之間進行鋁離子注入，形成源極接觸P+區域，其中源極接觸P+區域的一個側面與P-well阱區重合，另一側面與源極接觸n+區域部分重疊，重疊區域寬度0.2μm；

S5、對注入的雜質離子進行高溫激活；

S6、柵極溝槽的刻蝕；

S7、對SiC襯底、SiC外延層以及柵極溝槽進行表面處理，使表面干凈、平滑，并且在SiC外延層上表面及柵極溝槽表面進行干氧氧化，形成厚度50nm的SiO₂絕緣柵介質層，并且在SiO₂絕緣柵介質層上通過低壓熱壁化學氣相淀積法淀積形成磷離子摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3，厚度為800nm的柵電極層；

S8、對SiO₂絕緣柵介質層以及柵電極層進行光刻、刻蝕，僅保留有柵極溝槽內部的SiO₂絕緣柵介質層以及柵電極層；

S9、隔離介質層的淀積、光刻與刻蝕；

S10、通過lift-off工藝濺射金屬Ni淀積源極歐姆接觸金屬；

S11、通過lift-off工藝濺射金屬Ni淀積背面漏極歐姆接觸金屬；

S12、高溫合金化，使源極歐姆接觸金屬與背面漏極歐姆接觸金屬形成良好歐姆接觸；

S13、通過lift-off工藝在表面淀積高勢壘肖特基金屬顆粒層，顆粒相對均勻分散的分布在表面，厚度為1-2層顆粒，然后再淀積低勢壘肖特基金屬層，之后在850℃溫度，氮氣保護下進行快速熱退火處理，形成高低勢壘雙金屬肖特基接觸；

S14、表面鈍化層的淀積與光刻、刻蝕，并且高溫回流；

S15、柵極金屬以及連接金屬的淀積以及光刻刻蝕，形成柵極金屬，完成制備。

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

S21、通過低壓熱壁化學氣相淀積法在SiC外延層正面淀積一層厚度為1.5μm的Al作為P-well阱區離子注入的阻擋層，通過光刻和刻蝕形成P-well阱區注入區；

S22、在650℃的溫度下對SiC外延層正面進行多次次Al離子注入，在P-well阱區注入區形成深度為0.6μm，摻雜濃度為3×10¹⁸cm^-3P-well阱區；

S23、采用磷酸去除SiC外延層正面的Al，并且清洗干燥。

3.根據權利要求1所述的一種集成低勢壘JBS的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SiC外延層正面淀積一層厚度為1μm的Al作為源極接觸n+區域離子注入的阻擋層，通過光刻和刻蝕形成源極接觸n+區域注入區；

S32、在500℃的溫度下對SiC外延層正面進行多次氮離子注入，在源極接觸n+區域注入區形成深度為0.3μm，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3的源極接觸n+區域；

S33、采用磷酸去除碳化硅樣片正面的Al，并且清洗干燥。

4.根據權利要求1所述的一種集成低勢壘JBS的SiC-MOS器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

S41、通過低壓熱壁化學氣相淀積法在SiC外延層正面淀積一層厚度為1.5μm的Al作為源極接觸P+區域離子注入的阻擋層，通過光刻和刻蝕形成源極接觸P+區域注入區；

S42、在650℃的溫度下對SiC外延層正面進行多次Al離子注入，在源極接觸P+區域注入區形成深度為0.3μm，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3的源極接觸P+區域；

S43、采用磷酸去除SiC外延層正面的Al，并且清洗干燥。