[發(fā)明專利]一種SiC功率器件芯片柵氧化層的制造方法及功率器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010015322.9
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111009464B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳蘇州;高瑩;李曉云;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/02;H01L29/423;H01L21/265
• 代理公司: 北京華創(chuàng)智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

1.一種SiC功率器件芯片柵氧化層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：提供SiC單晶或外延片，采用光刻刻蝕工藝在所述SiC單晶或外延片外表面進行第一次光刻定義第一離子注入區(qū)；

步驟2：在SiC單晶或外延片的外表面的第一離子注入區(qū)進行至少三次第一離子注入；

步驟3：在所述SiC單晶或外延片外表面進行第二次光刻，定義第二離子注入區(qū)；

步驟4：在SiC單晶或外延片的外表面的第二離子注入區(qū)進行至少三次第二離子注入；

步驟5：在惰性氣體的氣氛下進行熱退火；

步驟6：進行熱氧化形成柵極氧化層；

步驟7：在惰性氣體的氣氛下快速降溫進行低溫退火；

步驟8：低溫退火完成后不降溫，直接在惰性氣體的氣氛下升溫進行高溫退火；

所述第一離子為P離子，所述第二離子為B離子；或者，

所述第一離子為B離子，所述第二離子為P離子；

所述SiC單晶或外延片為N型摻雜，該SiC單晶或外延片的上表面所述P離子注入區(qū)的面積應小于所述B離子注入區(qū)的面積；或者，

所述SiC單晶或外延片為P型摻雜，該SiC單晶或外延片的上表面所述P離子注入區(qū)的面積應大于所述B離子注入區(qū)的面積；

所述步驟2中進行第一離子注入過程中，第一次注入的能量不大于15KeV，劑量不高于5×10¹⁴個離子/平方厘米；第二次注入的能量不大于10KeV，劑量不高于4×10¹⁴個離子/平方厘米；第三次注入的能量不大于5KeV，劑量不高于1×10¹⁴個離子/平方厘米；

所述步驟4中進行第二離子注入過程中，第一次注入的能量不大于15KeV，劑量不高于5×10¹⁴個離子/平方厘米；第二次注入的能量不大于10KeV，劑量不高于4×10¹⁴個離子/平方厘米；第三次注入的能量不大于5KeV，劑量不高于1×10¹⁴個離子/平方厘米；

所述第一離子和第二離子的注入劑量和次數(shù)分別一致；

所述步驟5中的熱退火之前需要去除所述第二次光刻形成的光刻膠；

所述步驟5中的熱退火溫度大于1200℃，小于1600℃，退火時間大于30min，小于180min；

所述步驟6中進行熱氧化的溫度大于1000℃，小于1600℃；

所述步驟7中的所述低溫退火是指：快速降溫到700℃，降溫速率大于70℃/min，小于100℃/min，退火時間大于180min，小于600min；

所述步驟8中的所述高溫退火是指：升溫速度大于30℃/min，小于100℃/min，退火時間3min，退火溫度1550℃。

2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于：在所述第一離子注入區(qū)進行第一離子注入時，使用光刻膠保護SiC單晶或外延片的除第一區(qū)域外的外表面。

3.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述步驟3中進行所述第二次光刻之前，去除因第一次光刻形成的光刻膠，并在所述第一離子注入區(qū)使用光刻膠進行保護。

4.一種SiC功率器件，所述功率器件的柵氧化層由權利要求1-3任一項 所述的制造方法所生成，其特征在于，所述SiC單晶或外延片的柵氧化層注入有P離子和B離子。