JFET及其制造方法以及使用该JFET的微型逆变器

摘要

本发明公开了一种JFET及其制造方法以及使用该JFET的微型逆变器，其JFET包括漏极欧姆接触电极、衬底、SiC漂移层、N型SiC沟道层和N型SiC欧姆接触层以及两个栅极肖特基接触电极；其制造方法包括步骤：一、提供衬底,二、形成SiC外延层，三、形成N型SiC沟道层和SiC漂移层；四、形成N型SiC欧姆接触层,五、形成漏极和源极欧姆接触电极,六、形成两个栅极肖特基接触电极；其微型逆变器包括电容C1、C2和C3，电感L1，JFET1、JFET2和JFET3，以及碳化硅肖特基二极管D1、D2、D3和D4。本发明实现方便且成本低，提高了微型逆变器的工作频率和工作可靠性，降低了电能损耗和电价，实用性强。

主权项

一种JFET，包括由N型SiC基片构成的衬底(2)和设置在所述衬底(2)上表面上的SiC外延层(3)，所述SiC外延层(3)的上半部分为台阶状且为所述JFET的N型SiC沟道层(3‑1)，所述SiC外延层(3)的下半部分为所述JFET的SiC漂移层(3‑2)，所述N型SiC沟道层(3‑1)的上部设置有N型SiC欧姆接触层(4)，所述衬底(2)的下部设置有漏极欧姆接触电极(1)，所述N型SiC欧姆接触层(4)的上部设置有源极欧姆接触电极(5)，所述SiC漂移层(3‑2)的一侧上部和所述N型SiC沟道层(3‑1)的一侧侧壁上设置有第一栅极肖特基接触电极(6‑1)，所述SiC漂移层(3‑2)的另一侧上部和所述N型SiC沟道层(3‑1)的另一侧侧壁上设置有第二栅极肖特基接触电极(6‑2)，其特征在于：该JFET的制造方法包括以下步骤：步骤一、提供衬底(2)，所述衬底由N型SiC基片构成；步骤二、采用低压热壁化学气相沉积法在所述衬底(2)的上表面上外延生长掺杂浓度为5×10¹⁶cm^‑3～5×10¹⁷cm^‑3、厚度为5μm～20μm的SiC外延层(3)，外延生长的温度为1570℃，外延生长的压力为100mbar，外延生长的气体为体积比为2:1:4的C₃H₈、SiH₄和H₂的混合气体；步骤三、采用反应离子干法刻蚀法并采用SF₆气体产生的等离子体在所述SiC外延层(3)的上半部分刻蚀出宽度为0.5μm～2μm、厚度为1μm～3μm的台阶，使得位于台阶部分的SiC外延层(3)构成所述JFET的N型SiC沟道层(3‑1)，位于台阶下部的SiC外延层(3)下半部分构成所述JFET的SiC漂移层(3‑2)；步骤四、采用离子注入方法在所述N型SiC沟道层(3‑1)的上部形成掺杂浓度1×10¹⁸cm^‑3～1×10¹⁹cm^‑3的N型SiC欧姆接触层(4)，并在Ar气氛下进行温度为1550℃～1650℃的热退火10分钟；步骤五、在所述衬底(2)的下部和所述N型SiC沟道层(3‑1)的上部采用电子束依次蒸发金属Ni和Pt，并在N₂气氛下进行温度为950℃～1050℃的热退火2分钟，在所述衬底(2)的下部形成由第一Ni层和Pt层构成的漏极欧姆接触电极(1)，并在所述N型SiC欧姆接触层(4)的上部形成由第一Ni层和Pt层构成的源极欧姆接触电极(5)；其中，所述第一Ni层的厚度为200nm～400nm，所述Pt层的厚度为50nm～200nm；步骤六、在所述SiC漂移层(3‑2)的一侧上部和所述N型SiC沟道层(3‑1)的一侧侧壁上依次溅射金属Ni和Al，形成由第二Ni层和Al层构成的第一栅极肖特基接触电极(6‑1)，在所述SiC漂移层(3‑2)的另一侧上部和所述N型SiC沟道层(3‑1)的另一侧侧壁上溅射金属Ni和Al，形成由第二Ni层和Al层构成的第二栅极肖特基接触电极(6‑2)；其中，所述第二Ni层的厚度为50nm～500nm，所述Al层的厚度为1000nm～5000nm。