[发明专利]具有坡形栅极的4H‑SiC金属半导体场效应晶体管及制作方法

权利要求书

1.一种具有坡形栅极的4H-SiC金属半导体场效应晶体管，自下而上包括4H-SiC半绝缘衬底(1)、P型缓冲层(2)、N型沟道层(3)，N型沟道层(3)表面设有源极帽层(5)和漏极帽层(6)，源极帽层(5)和漏极帽层(6)表面分别设有源电极(7)和漏电极(8)，其特征在于：所述N型沟道层(3)的上端面设置向源极帽层(5)一侧倾斜的坡形槽(9)，坡形槽(9)内设有坡形栅极(4)，坡形栅极(4)的下端面与坡形槽(9)相配合，坡形栅极(4)的上端面与N型沟道层(3)的上端面平行，所述坡形栅极(4)与源极帽层(5)之间距离小于坡形栅极(4)与漏极帽层(6)之间的距离，

所述坡形栅极(4)的长度为0.7μm，

所述坡形栅极(4)与源极帽层(5)之间的最短距离为0.5μm。

2.一种具有坡形栅极的4H-SiC金属半导体场效应晶体管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对4H-SiC半绝缘衬底(1)进行清洗，以去除表面污物；

2)在4H-SiC半绝缘衬底(1)上外延生长0.5μm厚的SiC层，并经B₂H₆的原位掺杂，形成浓度为1.4×10¹⁵cm^-3的P型缓冲层(2)；

3)在P型缓冲层(2)上外延生长0.25μm厚的SiC层，并经N₂的原位掺杂，形成浓度为3×10¹⁷cm^-3的N型沟道层(3)；

4)在N型沟道层(3)上外延生长0.2μm厚的SiC层，并经N₂的原位掺杂，形成浓度为1.0×10²⁰cm^-3的N⁺型帽层；

5)在N⁺型帽层上依次进行光刻和隔离注入，形成隔离区和有源区；

6)对有源区依次进行源漏光刻、磁控溅射、金属剥离和高温合金，形成0.5μm长的源电极(7)和漏电极(8)；

7)对源电极(7)和漏电极(8)之间的N⁺型帽层再进行光刻、刻蚀，形成刻蚀深度和长度分别为0.2μm和2.2μm的凹沟道；

8)对凹沟道进行电子束曝光、刻蚀，形成一个0.7μm长，距源电极(7)侧为0.5μm，深度为0.01μm的凹槽，并从源侧向漏侧依次按照长度为0.6μm、0.5μm…进行递减，共进行7次电子束曝光、刻蚀，形成一个坡形槽(9)；

9)对坡形槽(9)依次进行光刻、磁控溅射和金属剥离，形成0.7μm长的坡形栅极(4)；

10)对所形成的4H‐SiC金属半导体场效应晶体管表面进行钝化、反刻，形成电极压焊点，完成器件的制作。