发明名称 碳化矽金属半导体场效电晶体及制作碳化矽金属半导体场效电晶体之方法
摘要 揭示碳化矽金属半导体场效电晶体,其使用一半绝缘碳化矽基材,基材大致上无深位准的掺杂物。半绝缘基材的使用可减少金属半导体场效电晶体的反闸控效应。亦提供碳化矽金属半导体场效电晶体,其具有二凹部闸极结构。亦提供金属半导体场效电晶体,其具有选择性掺杂的p型缓冲层。比起具有传统p型缓冲层的碳化矽金属半导体场效电晶体,此缓冲层的使用可减少因子为3的输出电导,及增加3分贝的功率增益。一接地接触件也可提供至p型缓冲层,且p型缓冲层可由二P型替制成,p型层具有形成于基材上而掺杂浓度较高的层。依据本发明之实施例的碳化矽金属半导体场效电晶体也可使用铬做为萧特基闸极材料。此外,氧化物-氮化物-氧化物(ONO)钝化层可用于减少碳化矽金属半导体场效电晶体的表面效应。而且,源极与汲极欧姆接触件可直接形成于n型通道层上,于是,不需制作n+区域,且可自制作过程除去与此制作有关的步骤。亦揭示此碳化矽金属半导体场效电晶体与用于碳化矽场效电晶体之闸极结构以及钝化层之制作方法。
申请公布号 TW492198 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW090102637 申请日期 2001.02.07
申请人 克立公司 发明人 史考特T 亚伦;约翰W 帕摩尔;泰伦斯S 艾柯恩
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种金属半导体场效电晶体,包括:一半绝缘碳化矽基材,其大致上无深位准的掺杂物;一在基材上之n型导电碳化矽的n型磊晶层,在n型磊晶层上的欧姆接触件,其分别界定一源极与一汲极;及一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,当一偏压施加至该萧特基金属接触件时,可形成一活化通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中。2.如申请专利范围第1项之电晶体,其中半绝缘基材具有一深位准掺杂物之位准,系低于支配基材电阻率的位准。3.如申请专利范围第1项之电晶体,其中半绝缘碳化矽基材具有少于约11016公分-3之重金属、过渡元素与深位准捕捉元素。4.如申请专利范围第1项之电晶体,其中半绝缘碳化矽基材具有少于约11014公分-3之重金属、过渡元素与深位准捕捉元素。5.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括:一在n型磊晶层之n型碳化矽上的盖层;一在盖层中的第一凹部;一在n型磊晶层中的第二凹部,n型磊晶层中的凹部系在盖层之第一凹部中;一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当一偏压施加在萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中,萧特基金属接触件系在n型磊晶层之凹部中。6.如申请专利范围第5项之电晶体,其中n型磊晶层与盖层的载体浓度大致上相同。7.如申请专利范围第5项之电晶体,其中n型磊晶层中的凹部延伸约20毫微米至约120毫微米的深度。8.如申请专利范围第5项之电晶体,其中盖层的掺杂物位准系约11015分分-3至约51017公分-3。9.如申请专利范围第5项之电晶体,其中盖层的厚度系约50毫微米至约300毫微米。10.如申请专利范围第1项之电晶体,其中欧姆接触件系直接在n型磊晶层上。11.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括在n型磊晶层与欧姆接触件之间的n+碳化矽区域。12.如申请专利范围第1项之电晶体,其中欧姆接触件包括直接在n型磊晶层上的镍接触件。13.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括一在欧姆接触件与萧特基接触件上的覆盖层。14.如申请专利范围第13项之电晶体,其中欧姆接触件包括镍,且覆盖层包括钛、铂与金层。15.如申请专利范围第1项之电晶体,其中n型磊晶层形成一台面,台面具有延伸通过n型磊晶层之侧壁,其界定电晶体的周缘。16.如申请专利范围第15项之电晶体,其中台面又包括基材与延伸进入基材的台面侧壁。17.如申请专利范围第15项之电晶体,其中又包括一钝化层,其在台面侧壁与n型磊晶层之暴露部分上。18.如申请专利范围第17项之电晶体,其中钝化层系氧化物-氮化物-氧化物钝化层。19.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括形成于与n型层对立之基材上的金属化物。20.如申请专利范围第19项之电晶体,其中基材的厚度系约100微米或更少。21.如申请专利范围第19项之电晶体,其中金属化物包括钛、铂与金层,其涂覆AuGe之共熔合金的覆盖层。22.如申请专利范围第1项之电晶体,其中萧特基金属接触件包括铬之第一闸极层,其系直接在n型磊晶层上。23.如申请专利范围第22项之电晶体,其中萧特基金属接触件又包括一在第一闸极层上的覆盖层,覆盖层包括铂与金层。24.如申请专利范围第23项之电晶体,其中萧特基金属接触件系蘑菇形闸极。25.如申请专利范围第24项之电晶体,其中又包括一在n型磊晶层中的凹部,且第一闸极层形成于n型磊晶层的凹部中。26.如申请专利范围第24项之电晶体,其中蘑菇形闸极相对于凹部而自对准。27.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括一未掺杂的碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。28.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括一n型导电碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。29.如申请专利范围第1项之电晶体,其中又包括一p型导电碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。30.如申请专利范围第29项之电晶体,其中又包括一欧姆接触件,其形成于p型磊晶层上。31.如申请专利范围第30项之电晶体,其中又包括一p+碳化矽之井区域,其形成于p型磊晶层中,且欧姆接触件形成于p+井区域上。32.如申请专利范围第30项之电晶体,其中p型磊晶层包括:一第一p型磊晶层:及一第二p型磊晶层,第一p型磊晶层的掺杂浓度高于第二p型磊晶层的掺杂浓度。33.一种金属半导体场效电晶体,包括:一碳化矽基材;一在基材上之n型导电碳化矽的n型磊晶层,在n型磊晶层上的欧姆接触件,其个别界定一源极与一汲极;一在n型磊晶层之n型碳化矽上的盖层;一在盖层中的第一凹部;一在n型磊晶层中的第二凹部,n型磊晶层中的凹部系在盖层之第一凹部中;及一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当一偏压施加至萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中,萧特基金属接触件在n型磊晶层之凹部中。34.如申请专利范围第33项之电晶体,其中n型磊晶层与盖层的载体浓度大致上相同。35.如申请专利范围第33项之电晶体,其中n型磊晶层中的凹部延伸的20毫微米至约120毫微米的深度。36.如申请专利范围第33项之电晶体,其中盖层的掺杂物位准系约11015分分-3至约51017公分-3。37.如申请专利范围第33项之电晶体,其中盖层的厚度系约50毫微米至约300毫微米。38.如申请专利范围第33项之电晶体,其中欧姆接触件系直接在n型磊晶层上。39.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括在n型磊晶层与欧姆接触件之间的n+碳化矽区域。40.如申请专利范围第33项之电晶体,其中欧姆接触件包括直接在n型磊晶层上的镍接触件。41.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括一在欧姆接触件与萧特基接触件上的覆盖层。42.如申请专利范围第41项之电晶体,其中欧姆接触件包括镍,且覆盖层包括钛、铂与金层。43.如申请专利范围第33项之电晶体,其中n型磊晶层形成一台面,台面具有延伸通过n型磊晶层之侧壁,其界定电晶体的周缘。44.如申请专利范围第43项之电晶体,其中台面又包括基材与延伸进入基材的台面侧壁。45.如申请专利范围第43项之电晶体,其中又包括一钝化层,其在台面侧壁与n型磊晶层之暴露部分上。46.如申请专利范围第45项之电晶体,其中钝化层系氧化物-氮化物-氧化物钝化层。47.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括形成于与n型层对立之基材上的金属化物。48.如申请专利范围第47项之电晶体,其中基材的厚度系约100微米或更少。49.如申请专利范围第47项之电晶体,其中金属化物包括钛、铂与金层,其涂覆AuGe之共熔合金的覆盖层。50.如申请专利范围第33项之电晶体,其中萧特基金属接触件包括铬之第一闸极层,其系直接在n型磊晶层上。51.如申请专利范围第50项之电晶体,其中萧特基金属接触件又包括一在第一闸极层上的覆盖层,覆盖层包括铂与金层。52.如申请专利范围第51项之电晶体,其中萧特基金属接触件系蘑菇形闸极。53.如申请专利范围第52项之电晶体,其中蘑菇形闸极相对于凹部而自对准。54.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括一未掺杂的碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。55.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括一n型导电碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。56.如申请专利范围第33项之电晶体,其中又包括一p型碳化矽缓冲层,其形成于基材与n型磊晶层之间。57.如申请专利范围第56项之电晶体,其中又包括一欧姆接触件,其形成于p型磊晶层上。58.如申请专利范围第57项之电晶体,其中又包括一p+碳化矽之井区域,其形成于p型磊晶层中,且欧姆接触件形成于p+井区域上。59.如申请专利范围第57项之电晶体,其中p型磊晶层包括:一第一p型磊晶层;及一第二p型磊晶层,第一p型磊晶层的掺杂浓度高于第二p型磊晶层的掺杂浓度。60.一种金属半导体场效电晶体,包括:一表体单晶碳化矽基材;一在基材上之n型导电碳化矽的n型磊晶层;一选择性掺杂之p型导电碳化矽的p型磊晶层,在基材与n型磊晶层之间、p型导电碳化矽的载体浓度系由约ll016至约11017公分-3;在n型磊晶层上的欧姆接触件,其个别界定一源极与一汲极;及一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当一偏压施加至萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与波极之间的n型磊晶层中。61.如申请专利范围第60项之电晶体,其中p型磊晶层的载体浓度系自约31016至约51016公分-3。62.如申请专利范围第60项之电晶体,其中欧姆接触件系直接在n型磊晶层上。63.如申请专利范围第60项之电晶体,其中又包括在n型磊晶层与欧姆接触件之间的n+碳化矽区域。64.如申请专利范围第60项之电晶体,其中欧姆接触件包括直接在n型磊晶层上的镍接触件。65.如申请专利范围第60项之电晶体,其中又包括一在欧姆接触件与萧特基金属接触件上的覆盖层。66.如申请专利范围第64项之电晶体,其中欧姆接触件包括镍,且覆盖层包括钛、铂与金层。67.如申请专利范围第60项之电晶体,其中n型磊晶层与p型磊晶层形成一台面,台面具有自n型磊晶层延伸进入p型磊晶层之侧壁,其界定电晶体的周缘。68.如申请专利范围请67项之电晶体,其中台面又包括基材与延伸进入基材的台面侧壁。69.如申请专利范围第67项之电晶体,其中又包括一钝化层,其在台面侧壁与n型磊晶层之暴露部分上。70.如申请专利范围第69项之电晶体,其中钝化层系氧化物-氮化物-氧化物钝化层。71.如申请专利范围第60项之电晶体,其中又包括形成于与n型层对立之基材上的金属化物。72.如申请专利范围第71项之电晶体,其中基材的厚度系约100微米或更少。73.如申请专利范围第71项之电晶体,其中金属化物包括钛、铂与金层,其涂覆AuGe之共熔合金的覆盖层。74.如申请专利范围第60项之电晶体,其中萧特基金属接触件包括铬之第一闸极层,其系直接在n型磊晶层上。75.如申请专利范围第74项之电晶体,其中萧特基金属接触件又包括一在第一闸极层上的覆盖层,覆盖层包括铂与金层。76.如申请专利范围第75项之电晶体,其中萧特基金属接触件系蘑菇形闸极。77.如申请专利范围第76项之电晶体,其中又包括一在n型磊晶层中的凹部,且第一闸极层形成于n型磊晶层的凹部中。78.如申请专利范围第76项之电晶体,其中蘑菇形闸极相对于凹部而自对准。79.如申请专利范围第60项之电晶体,其中又包括:一在n型磊晶层之n型碳化矽上的盖层;一在盖层中的凹部;一在n型磊晶层中的凹部,而n型磊晶层中的凹部系在盖层之凹部中,且萧特基金属接触件系在n型磊晶层的凹部中。80.如申请专利范围第79项之电晶体,其中n型磊晶层中的凹部延伸约20毫微米至约120毫微米的深度。81.如申请专利范围第79项之电晶体,其中盖层以和n型磊晶层相同的位准掺杂。82.如申请专利范围第79项之电晶体,其中盖层的掺杂物位准系约11015公分-3至约51017公分-3。83.如申请专利范围第79项之电晶体,其中盖层的厚度系约50毫微米至约100毫微米。84.如申请专利范围第60项之电晶体,其中基材包括半绝缘碳化矽。85.如申请专利范围第84项之电晶体,其中半绝缘碳化矽大致上无深位准的掺杂物。86.如申请专利范围第60项之电晶体,其中又包括一到达p型磊晶层的接触件。87.如申请专利范围第86电晶体,其中又包括:一p+碳化矽之井区域,其形成于p型磊晶层中;且到达p型磊晶层的接触件形成于p+井区域上。88.如申请专利范围第86项之电晶体,其中p型磊晶层包括:一第一p型导电碳化矽层,其形成于基材上;及一第二p型导电碳化矽层,其形成于基材上,第一p型导电碳化矽层比第二p型导电碳化矽层更加重掺杂。89.一种金属半导体场放电晶体,包括:一在碳化矽基材上之n型导电碳化矽的n型层;在n型层上且隔离的欧姆接触件,其个别界定一源极与一汲极;及一在n型层上的铬区域,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以提供一萧特基金属接触件,以当一偏压地加至萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与汲极之间的n型层中。90.如申请专利范围第89项之电晶体,其中又包括一p型导电碳化矽之p型层,其在基材与n型层之间。91.如申请专利范围第90项之电晶体,其中又包括一欧姆接触件,其形成于p型磊晶层上。92.如申请专利范围第91项之电晶体,其中又包括一p+碳化矽之井区域,其形成于p型层中,且欧姆接触件形成于p+井区域上。93.如申请专利范围第91项之电晶体,其中p型层包括:一第一p型磊晶层;及一第二p型磊晶层,第一p型磊晶层的掺杂浓度高于第二p型磊晶层的掺杂浓度。94.如申请专利范围第89项之电晶体,其中又包括在n型磊晶层与欧姆接触件之间的n+碳化矽区域。95.如申请专利范围第89项之电晶体,其中又包括一在欧姆接触件与萧特基接触件上的覆盖层。96.如申请专利范围第95项之电晶体,其中欧姆接触件包括镍,且覆盖层包括钛、铂与金层。97.如申请专利范围第90项之电晶体,其中n型与p型层形成一台面,台面具有自n型层延伸进入p型层之侧壁,其界定电晶体的周缘。98.如申请专利范围第97项之电晶体,其中台面又包括基材与延伸进入基材的台面侧壁。99.如申请专利范围第97项之电晶体,其中又包括一钝化层,其在台面侧壁与n型磊晶层之暴露部分上。100.如申请专利范围第99项之电晶体,其中钝化层系氧化物-氮化物-氧化物钝化层。101.如申请专利范围第89项之电晶体,其中又包括形成于与n型层对立之基材上的金属化物。102.如申请专利范围第101项之电晶体,其中基材的厚度系约100微米或更少。103.如申请专利范围第101项之电晶体,其中金属化物包括钛、铂与金层,其涂覆AuGe之共熔合金的覆盖层。104.如申请专利范围第97项之电晶体,其中萧特基金属接触件又包括一在铬区域上的覆盖层,覆盖层包括铂与金层。105.如申请专利范围第89项之电晶体,其中萧特基金属接触件系蘑菇形闸极。106.如申请专利范围第89项之电晶体,其中又包括一在n型层中的凹部,且铬区域系在n型层的凹部中。107.如申请专利范围第106项之电晶体,其中铬区域系自对准。108.如申请专利范围第89项之电晶体,其中欧姆接触件系直接在n型磊晶层上。109.一种金属半导体场效电晶体,包括:一表体单晶碳化矽基材;一在基材上之n型导电碳化矽的n型磊晶层;在n型磊晶层上的欧姆接触件,其个别界定一源极与一汲极;及一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当一偏压施加至萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中;其中n型磊晶层形成一台面,台面具有延伸通过n型磊晶层之侧壁,其界定电晶体的周缘;及一氧化物-氮化物-氧化物钝化层,其在台面的侧壁及n型磊晶层的暴露部分上。110.如申请专利范围第109项之电晶体,其中台面又包括基材与延伸进入基材的台面侧壁。111.如申请专利范围第109项之电晶体,其中又包括:一p型导电碳化矽的p型磊晶层,在基材与n型磊晶层之间;且台面的侧壁自n型层延伸进入p型层。112.如申请专利范围第111项之电晶体,其中又包括一欧姆接触件,其形成于p型磊晶层上。113.如申请专利范围第112项之电晶体,其中又包括一p+碳化矽之井区域,其形成于p型层中,且欧姆接触件形成于p+井区域上。114.如申请专利范围第112项之电晶体,其中p型磊晶层包括:一第一p型磊晶层;及一第二p型磊晶层,第一p型磊晶层的掺杂浓度高于第二p型磊晶层的掺杂浓度。115.如申请专利范围第109项之电晶体,其中欧姆接触件系直接在n型磊晶层上。116.如申请专利范围第109项之电晶体,其中又包括在n型磊晶层与欧姆接触件之间的n+碳化矽区域。117.如申请专利范围第109项之电晶体,其中欧姆接触件包括直接在n型磊晶层上的镍接触件。118.如申请专利范围第109项之电晶体,其中又包括一在欧姆接触件与萧特基金属接触件上的覆盖层。119.如申请专利范围第118项之电晶体,其中欧姆接触件包括镍,且覆盖层包括钛、铂与金层。120.如申请专利范围第109项之电晶体,其中又包括形成于与n型层对立,基材上的金属化物。121.如申请专利范围第120项之电晶体,其中基材的厚度系约100微米或更少。122.如申请专利范围第120项之电晶体,其中金属化物包括钛、铂与金层,其涂覆AuGe之共熔合金的覆盖层。123.如申请专利范围第109项之电晶体,其中萧特基金属接触件系蘑菇形闸极。124.如申请专利范围第109项之电晶体,其中又包括一在n型磊晶层中的凹部,且闸极接触件形成于n型磊晶层的凹部中。125.如申请专利范围第124项之电晶体,其中闸极接触件系自对准的闸极接触件。126.一种金属半导体场效电晶体,包括:一半绝缘碳化矽基材,其大致上无深位准的掺杂一碳化矽之缓冲层,其系在半绝缘碳化矽基材上;一在缓冲层上之n型磊晶层;一在n型磊晶层上的盖层;在n型磊晶层上的欧姆接触件,其个别界定一源极与一汲极;一在盖层中而在源极与汲极接触件之间的第一凹部;一在n型磊晶层中而在第一凹部内的第二凹部;一在n型磊晶层上的萧特基金属接触件,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当一偏压施加至萧特基金属接触件时,形成一活化通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中,萧特基金属接触件包含一铬层,其在n型磊晶层上而在第二凹部中;其特征为n型磊晶层形成上台面,台面具有延伸进入n型磊晶层之侧壁,其界定电晶体的周缘;及一氧化物-氮化物-氧化物钝化层,其在台面的侧壁及n型磊晶层的暴露部分上。127.如申请专利范围第126项之电晶体,其中缓冲层包括一选择性掺杂之p型导电碳化矽的p型磊晶层,在基材与n型磊晶层之间,p型导电碳化矽的载体浓度系自约11016至约11017公分-3。128.如申请专利范围第126项之电晶体,其中缓冲层包括未掺杂之碳化矽。129.一种制作碳化矽半导体装置的钝化层之方法,包括形成一氧化层于碳化矽半导体装置上;然后于一氧化碳环境中将氧化物层退火。130.如申请专利范围第129项之方法,其中形成氧化层的步骤包括热生长一氧化层的步骤。131.如申请专利范围第129项之方法,其中形成氧化层的步骤包括淀积一氧化层于碳化矽半导体装置上的步骤。132.如申请专利范围第129项之方法,其中钝化层系氧化物-氮化物-氧化物钝化层,且退火步骤之后续步骤系:淀积一Si3N4层于氧化的SiO2层上;然后使Si3N4层氧化。133.如申请专利范围第132项之方法,其中形成氧化层之步骤包括下列步骤:使基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层于氢气环境中高温退火;然后形成二氧化矽层于基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层上;然后使二氧化矽层以氩退火;然后使二氧化矽层氧化。134.一种制作金属半导体场效电晶体之方法,包括:形成一选择性掺杂之p型导电碳化矽的p型磊晶层于单晶碳化矽基材上,p型导电碳化矽具有自约11016至约11017公分-3的载体浓度;然后形成一n型导电碳化矽的n型磊晶层于p型磊晶层上,n型磊晶层形成一台面,台面具有延伸进入n型层之侧壁,其界定电晶体的周缘;形成欧姆接触件于n型磊晶层上,其个别界定一源极与一汲极,及形成一萧特基金属接触件于n型磊晶层上,其系在欧姆接触件之间、于是在源极与汲极之间;及形成氧化物-氮化物-氧化物层于台面的侧壁与n型磊晶层的暴露部分上。135.如申请专利范围第134项之方法,其中又包括的步骤系蚀刻n型磊晶层与p型磊晶层,以形成一台面。136.如申请专利范围第134项之方法,其中于形成欧姆接触件与形成萧特基闸极接触件的步骤以前之步骤系:蚀刻n型磊晶层与p型磊晶层,以形成一台面,及形成一氧化物-氮化物-氧化物钝化层于台面的暴露表面上。137.如申请专利范围第136项之方法,其中形成氧化物-氮化物-氧化物层,步骤包括下列步骤:使基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层于氢气环境中高温退火;然后形成二氧化矽层于基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层上;然后使二氧化矽层以氩退火;然后使二氧化矽层氧化;然后淀积一Si3N4层于氧化的二氧化矽层上;然后使Si3N4层氧化。138.如申请专利范围第137项之方法,其中高温退火系在大于约900℃的温度进行约15分钟至约2小时的时间。139.如申请专利范围第137项之方法,其中氩退火在约1200℃的温度进行约1小时的时间。140.如申请专利范围第137项之方法,其中形成二氧化矽层的步骤包括形成约50至约500埃厚度的二氧化矽层的步骤。141.如申请专利范围第137项之方法,其中形成二氧化矽层的步骤包括在约1200℃的温度,经由乾燥氧化物过程形成二氧化矽层。142.如申请专利范围第137项之方法,其中使二氧化矽层氧化的步骤包括的步骤系在约950℃温度的湿环境中,使二氧化矽层氧化约180分钟之时间。143.如申请专利范围第137项之方法,其中淀积Si3N4层的步骤包括的步骤系将Si3N4层淀积成约200至约2000埃的厚度。144.如申请专利范围第137项之方法,其中淀积Si3N4层的步骤包括的步骤系经由化学蒸气淀积而淀积Si3N4层。145.如申请专利范围第137项之方法,其中氧化Si3N4层的步骤包括的步骤系在湿环境中于约950℃温度氧化Si3N4层约180分钟之时间。146.如申请专利范围第137项之方法,其中氧化Si3N4层的步骤包括的步骤系氧化Si3N4层,以提供一氧化层,其厚度系自约20至约200埃。147.如申请专利范围第137项之方法,其中淀积Si3N4层于氧化的二氧化矽层的步骤之前系于一氧化氮环境中退火将氧化的二氧化矽层退火之步骤。148.如申请专利范围第134项之方法,其中又包括的步骤系形成一闸极凹部于n型磊晶层中,而形成萧特基闸极接触件的步骤包括形成一萧特基闸极接触件于闸极凹部中的步骤。149.如申请专利范围第147项之方法,其中又包括下列步骤:蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层,且进入n型磊晶层,以在n型磊晶层中提供一闸极凹部;且形成萧特基闸极接触件的步骤包括的步骤系利用氧化物-氮化物-氧化物钝化层作为罩幕,形成萧特基闸极接触件于闸极凹部中。150.如申请专利范围第148项之方法,其中蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层的步骤以后,接续的步骤系使氧化物-氮化物-氧化物钝化层图案化,以提供一突出物于氧化物-氮化物-氧化物钝化层的开口之侧壁中,以用于闸极凹部;且形成萧特基闸极接触件于闸极凹部中的步骤包括的步骤系形成一蘑菇形闸极结构,其系在闸极凹部中及在侧壁以及氧化物-氮化物-氧化物钝化层的突出物上。151.如申请专利范围第148项之方法,其中蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层的步骤系藉由电子回旋加速共振或感应耦合电浆蚀刻二者中至少之一执行。152.如申请专利范围第147项之方法,其中形成闸极凹部的步骤之前的步骤系:形成一碳化矽盖层于n型磊晶层上;蚀刻通过盖层,以提供一第一凹部;形成氧化物-氮化物-氧化物钝化层的步骤包括形成一氧化物-氮化物-氧化物层于盖层上;蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层,且进入n型磊晶层,以在n型磊晶层中提供一第二凹部;第二凹部系在第一凹部中;且形成萧特基闸极接触件的步骤包括的步骤系利用氧化物-氮化物-氧化物钝化层作为罩幕,形成一萧特基闸极接触件于第二凹部中。153.如申请专利范围第134项之方法,其中又包括的步骤系将n+井区域植之n型磊晶层中,以提供源极与汲极区域,且形成欧姆接触件的步骤包括的步骤系形成欧姆接触件于n+井区域上。154.如申请专利范围第134项之方法,其中又包括下列步骤:使基材减薄;然后形成一金属化层于与p型磊晶层对立的基材上。155.如申请专利范围第153项之方法,其中形成金属化层之步骤包括下列步骤:形成一钛层于与p型磊晶层对立的基材上;然后形成一铂层于钛层上;然后形成一金属于铂层上。156.如申请专利范围第153项之方法,其中又包括形成一AuGe的共熔合金层于金层上之步骤。157.一种制作用于碳化矽场效电晶体之闸极结构之方法,包括下列步骤:形成一氧化物-氮化物-氧化物钝化层于一台面终止的碳化矽场效电晶体之暴露表面上;形成一闸极窗于氧化物-氮化物-氧化物钝化层中;形成一闸极凹部于台面终止的碳化矽电晶体之通道层中;形成一闸极接触件于通道层的闸极凹部中。158.如申请专利范围第156项之方法,其中形成氧化物-氮化物-氧化物钝化层的步骤包括下列步骤:使基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层于氢环境中高温退火;然后形成二氧化矽层于基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层上;然后使二氧化矽层氩退火;然后使二氧化矽层氧化;然后淀积一Si3N4层于氧化的二氧化矽层上;然后使Si3N4层氧化。159.如申请专利范围第157项之方法,其中淀积一Si3N4层于氧化的二氧化矽层上的步骤之前系于一氧化氮环境中使氧化的二氧化矽层退火的步骤。160.如申请专利范围第157项之方法,其中高温退火系在大于约900℃的温度进行约15分钟至约2小时的时间。161.如申请专利范围第157项之方法,其中氩退火在约1200℃的温度进行约1小时的时间。162.如申请专利范围第157项之方法,其中形成二氧化矽的步骤包括形成约50至约500埃厚度的二氧化矽层的步骤。163.如申请专利范围第157项之方法,其中形成二氧化矽层的步骤包括在约1200℃的温度,经由乾燥氧化物过程形成二氧化矽层。164.如申请专利范围第157项之方法,其中使二氧化矽层氧化的步骤包括的步骤系在湿环境中,于约950℃的温度,使二氧化矽层氧化约180分钟之时间。165.如申请专利范围第157项之方法,其中淀积Si3N4层的步骤包括的步骤系将Si3N4层淀积成约200至约2000埃的厚度。166.如申请专利范围第157项之方法,其中淀积Si3N4层的步骤包括的步骤系经由化学蒸气淀积而淀积Si3N4层。167.如申请专利范围第157项之方法,其中淀积Si3N4层的步骤包括的步骤系在湿环境中,于约950℃的温度,氧化Si3N4层约180分钟之时间。168.如申请专利范围第157项之方法,其中氧化Si3N4层的步骤包括的步骤系氧化Si3N4层,以提供一氧化层,其厚度系由约20至约200埃。169.如申请专利范围第156项之方法,其中形成闸极接触件的步骤包括的步骤系利用氧化物-氮化物-氧化物钝化层作为罩幕,形成一闸极接触件于闸极凹部中。170.如申请专利范围第168项之方法,其中又包括的步骤系使氧化物-氮化物-氧化物钝化层图案化,以提供一突出物于氧化物-氧化物-氧化物钝化层的开口之侧壁中,以用于闸极凹部;且形成一闸极接触件于闸极凹部中的步骤包括的步骤系形成了蘑菇形闸极结构,其系在闸极凹部中及在侧壁以及氧化物-氮化物-氧化物钝化层的突出物上。171.如申请专利范围第156项之方法,其中形成一闸极窗与形成一闸极凹部的步骤之执行系藉由电子回旋加速共振或感应耦合电浆蚀刻二者中至少之一,蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层及进入通道中。172.一种形成金属半导体场效电晶体之方法,包括:形成一n型导电碳化矽的n型磊晶层于一碳化矽基材上;形成欧姆接触件于n型磊晶层上,其个别界定一源极与一汲极;形成一n型碳化矽的盖层于n型磊晶层上;形成一第一凹部于盖层上;形成一第二凹部其n型磊晶层上,n型磊晶层中的凹部系在盖层的第一凹部中;及形成一萧特基接触件于n型磊晶层上,其系在欧姆接触件之间,于是在源极与汲极之间,以当偏压施加于萧特基金属接触件时,形成一主动通道于源极与汲极之间的n型磊晶层中,萧特基金属接触件系在n型磊晶层的凹部中。173.如申请专利范围第171项之方法,其中形成一n型磊晶层与形成一盖层的步骤包括的步骤系使n型磊晶层与盖层于单一生长步骤中磊晶生长。174.如申请专利范围第172项之方法,其中改变在单一生长步骤中的n型掺杂物浓度,以生长盖层。175.如申请专利范围第171项之方法,其中形成一第一凹部于盖层中的步骤包括使盖层图案化以形成第一凹部的步骤。176.如申请专利范围第172项之方法,其中又包括下列步骤:形成一台面,其具有延伸通过盖层与n型磊晶层的侧壁;且于盖层的图案化以形成第一凹部的步骤以后,接续的步骤系:形成氧化物-氮化物-氧化物钝化层于台面的暴露表面与第一凹部上;形成一闸极窗于氧化物-氮化物-氧化物钝化层中,闸极窗系在第一凹部中;形成第二凹部于n型磊晶层中;及形成一闸极接触件于第二凹部中。177.如申请专利范围第175项之方法,其中形成氧化物-氮化物-氧化物层之步骤包括下列步骤:使基材的暴露部可分、p型磊晶层与n型磊晶层于氢气环境中高温退火;然后形成二氧化矽层于基材的暴露部分、p型磊晶层与n型磊晶层上;然后使二氧化矽层以氩退火;然后使二氧化矽层氧化;然后淀积一Si3N4层于氧化的二氧化矽层上;然后使Si3N4层氧化。178.如申请专利范围第176项之方法,其中淀积Si3N4层于氧化的二氧化矽层的步骤之前系于一氧化氮环境中将氧化的二氧化矽层退火之步骤。179.如申请专利范围第175项之方法,其中形成闸极接触件的步骤包括的步骤系利用氧化物-氮化物-氧化物钝化层作为罩幕,形成一闸极接触件于第二凹部中。180.如申请专利范围第178项之方法,其中形成一闸极接触件于第二凹部中的步骤包括的步骤系形成一蘑菇形闸极结构在第二凹部中。181.如申请专利范围第175项之方法,其中形成一闸窗及形成一第二凹部的步骤之执行系藉由以电子回旋加速共振或感应耦合电浆蚀刻二者中至少之一,蚀刻通过氧化物-氮化物-氧化物钝化层且进入n型磊晶层。182.如申请专利范园第171项之方法,其中形成基材之步骤包括的步骤系形成一半绝缘碳化矽基材,其大致上无深位准掺杂物。183.如申请专利范围第171项之方法,其中又包括的步骤系形成一缓冲层于基材与n型磊晶层之间。184.如申请专利范围第182项之方法,其中形成缓冲层的步骤包括形成未掺杂的碳化矽磊晶层之步骤。185.如申请专利范围第182项之方法,其中形成缓冲层的步骤包括形成一n型碳化矽磊晶层之步骤。186.如申请专利范围第182项之方法,其中形成缓冲层的步骤包括形成一p型碳化矽磊晶层之步骤。187.如申请专利范围第183项之方法,其中形成一p型磊晶层之步骤包括下列步骤:形成一第一p型磊晶层于基材上;及形成一第二p型磊晶层于第一p型磊晶层上,第二p型磊晶层的掺杂浓度低于第一p型磊晶层。188.如申请专利范围第185项之方法,其中又包括形成一欧姆接触件于p型磊晶层的步骤。189.如申请专利范围第187项之方法,其中又包括的步骤系将p型掺杂物植入p型磊晶层中,以提供一p型导电碳化矽的区域,其载体浓度高于p型磊晶层;且形成一欧姆接触件的步骤包括形成一欧姆接触件于植入区域上的步骤。190.如申请专利范围第187项之方法,其中形成欧姆接触件之步骤包括下列步骤:蚀刻一接地接触窗,其通过一区域中的盖层与n型磊晶层,该区域邻近于金属半导体场效电晶体的源极区域;及形成欧姆接触件于接地接触窗。图式简单说明:图1系本发明之一实施例的剖视图,其具有直接形成于漂移层的源极与汲极区域;图2系本发明之第二实施例的剖视图,其具有一选择性掺杂的隔离层与形成于n-型磊晶层的n+区域;图3A系本发明之第三实施例的剖视图,其具有一凹入的蘑菇形闸极结构;图3B系本发明之第四实施例的剖视图,其具有双凹入的闸极结构;图4系依据本发明一较佳实施例之钝化层结构的剖视图;图5系依据本发明之一实施例的金属化结构剖视图;图6A至6I绘示依据本发明各实施例之金属半导体场效电晶体制作的处理步骤;图7系用于1公厘碳化矽金属半导体场放电晶体之直流曲线族的曲线追踪图,其具有一p型磊晶层,磊晶层掺杂至受体不纯密度(NA)<51015公分-3;图8系用于1公厘碳化矽金属半导体场效电晶体之直流曲线族的曲线追踪图,其具有一p型磊晶层,磊晶层掺杂至NA=91016公分-3;图9系本发明一实施例的剖视图,其具有一到达缓冲层的接地接触件;图10绘示以二维蒙地卡罗模拟决定的碳化矽金属半导体场效电晶体之电子分布;图11绘示汲极电流,其系碳化矽金属半导体场效电晶体中之无线电频率驱动的函数;图12绘示在脉波操作-其中偏压电压的包络比无线电频率信号的包络长-下之金属半导体场效电晶体的汲极电流;图13绘示于一掺杂钒的半绝缘基材上制作之0.25公厘碳化矽金属半导体场效电晶体的晶圆功率测量,其于3.5十亿赫兹显示5.6瓦特/公厘的功率密度;及图14绘示于一无钒的半绝缘基材上制作之0.25公厘碳化矽金属半导体场效电晶体的晶圆功率测量,其于3.5十亿赫兹显示5.2瓦特/公厘的功率密度。
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