N沟道积累型SiC IEMOSFET器件的制备方法

摘要

本发明公开了一种N沟道积累型SiC IEMOSFET器件及制作方法，主要解决现有技术中SiC IEMOSFET器件沟道电子迁移率低，导体电阻大的问题。其技术特点是：在已有的SiC IEMOSFET器件结构的基础上将注入形成的导电沟道层改为由外延形成的厚度为0.1μm～0.2μm，氮离子掺杂浓度为4×1016cm-3的N-外延积累层(6′)，该外延积累层(6′)横向位于左源区N+接触(4a)与右源区N+接触(4b)之间，纵向位于隔离介质(2)和JFET区域(8)之间。本发明具有沟道电子迁移率高，导通电阻低，功耗低的优点，可应用于汽车电子、电脑和通讯等领域。

主权项

一种制备N沟道积累型IEMOSFET的方法，包括以下顺序：（1）在N+碳化硅衬底片上生长8～9μm氮离子掺杂的N‑漂移层，掺杂浓度为1×1015cm‑3～2×1015cm‑3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为液态氮气；（2）在氮离子掺杂的N‑漂移层上进行多次铝离子选择性注入，形成深度为0.5μm,掺杂浓度为3×1018cm‑3的P阱，注入温度为650℃；（3）在整个碳化硅片正面外延生长厚度为0.4μm的铝离子掺杂的P‑外延层，掺杂浓度为1×1015cm‑3～1×1016cm‑3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为三甲基铝；（4）在p阱中间区域进行多次氮离子选择性注入，形成深度为0.4μm,掺杂浓度为1×1017cm‑3的JFET区，注入温度为500℃；（5）在整个碳化硅片正面外延生长0.1μm～0.2μm厚的氮离子掺杂的N‑外延积累层，掺杂浓度为4×1016cm‑3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为液态氮气；（6）在氮离子掺杂的N‑外延积累层上先进行多次氮离子选择性注入，形成深度为0.25μm,掺杂浓度为1×1019cm‑3的N+源区，注入温度为500℃；再在氮离子掺杂的N‑外延积累层上进行多次铝离子选择性注入，形成深度为0.5μm,掺杂浓度为1×1019cm‑3的P+接触，注入温度为650℃；（7）对整个碳化硅正面依次进行干氧氧化和湿氧氧化，形成50nm～100nm的SiO2隔离介质，干氧氧化温度为1200℃，湿氧氧化温度为950℃；（8）在SiO2隔离介质上淀积形成200nm的磷离子掺杂的多晶硅栅，掺杂浓度为5×1019cm‑3～1×1020cm‑3，淀积温度为600～650℃，淀积压强为60～80Pa，反应气体为硅烷和磷化氢，载运气体为氦气；（9）淀积300nm/100nm的Al/Ti合金，作为源极和漏极的接触金属层，并在1100±50℃温度下的氮气气氛中退火3分钟形成欧姆接触。