碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法，主要解决目前SiC绝缘栅双极型晶体管制备成本过高的问题。其实现步骤是：选用结构性能优良的P型SiC衬底，在其硅面生长氧化层，随后依次淀积多晶硅、氮化硅；采用栅自对准工艺，在淀积有多晶硅、氮化硅的衬底表面光刻刻蚀出阱区窗口，通过离子注入形成N阱、N⁺接触区以及发射极区；在衬底碳面离子注入形成集电极区；接着进行高温退火，完成推阱，激活注入杂质；在衬底硅面及碳面分别淀积金属层，引出各个电极；最后，烧结金属，形成良好接触。与现有方法相比，本发明不需要外延工艺生长过厚的耐压层，节省了大量生产成本，简化了工艺步骤，可用于开关电源和照明电路。

主权项

一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法，包括以下步骤：(1)在P型SiC衬底硅面进行栅氧化，氧化层厚度为50～100nm；该P型SiC选用没有微管结构的P型衬底，其基平面位错密度为10⁴/cm²，衬底浓度为2×10¹⁴～1×10¹⁵cm^‑3；(2)采用低压化学气相淀积法在上述氧化层上依次淀积多晶硅和氮化硅，其中多晶硅厚度为2～6μm，氮化硅厚度为100nm；(3)在淀积有多晶硅和氮化硅的SiC衬底中间区域，刻蚀掉其氮化硅和多晶硅，形成阱区窗口；(4)在阱区窗口用氮离子进行器件的N阱离子注入，注入剂量为5×10¹²cm^‑2，注入能量为100～500Kev，形成N阱区；(5)在所述阱区中间位置用氮离子进行N⁺体接触区的离子注入，注入剂量为5×10¹³～4×10¹⁴cm^‑2，注入能量为100～300Kev；(6)在阱区窗口两边边缘区域用铝进行器件发射极的P⁺离子注入，注入剂量5×10¹⁴cm^‑2～2×10¹⁵cm^‑2，注入能量为60～150Kev；(7)在该SiC衬底的碳面进行集电极的N⁺离子注入，注入剂量为1×10¹⁴cm^‑2～8×10¹⁴cm^‑2，注入能量为100～300Kev；(8)将所述P型SiC衬底进行高温退火，激活所有注入杂质；(9)退火后去除衬底硅面上剩余的氮化硅和阱区氧化层，依次淀积金属层，即先淀积50nm厚的铝，再淀积200nm厚的镍，接着进行金属光刻与刻蚀，引出发射极与栅极，再在衬底的碳面淀积厚度为1μm的镍金属层，引出集电极；(10)在高温下进行金属烧结，形成良好接触。