[发明专利]4H-SiC金属半导体场效应晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种4H-SiC金属半导体场效应晶体管，其特征在于，包括：

4H-碳化硅SiC半绝缘衬底；

覆盖在所述4H-SiC半绝缘衬底上的P型缓冲层，其中，所述P型缓冲层包括第一P型缓冲区、第二P型缓冲区和第三P型缓冲区且所述第二P型缓冲区在晶体管的水平方向上形成于所述第一P型缓冲区与所述第三P型缓冲区之间；

覆盖在所述P型缓冲层上的N型沟道层，并在所述N型沟道层表面的两侧形成有源极帽层和漏极帽层，其中，所述源极帽层表面形成有源极，所述漏极帽层表面形成有漏极；

在所述N型沟道层上方且靠近所述源极帽层处形成栅电极；

所述第一P型缓冲区的掺杂浓度为1.1*10¹⁵每立方厘米至1.3*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米；

所述第二P型缓冲区的掺杂浓度为1.4*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米；

所述第三P型缓冲区的掺杂浓度为1.5*10¹⁵每立方厘米至1.7*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米。

2.根据权利要求1所述4H-SiC金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述第二P型缓冲区的一端与所述栅电极的一端对齐，所述第三P型缓冲区的一端与所述漏极帽层的一端对齐。

3.一种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：

在4H-碳化硅SiC半绝缘衬底表面上外延生长SiC层，形成P型缓冲层，所述P型缓冲层包括第一P型缓冲区、第二P型缓冲区和第三P型缓冲区且所述第二P型缓冲区在晶体管的水平方向上形成于所述第一P型缓冲区与所述第三P型缓冲区之间；

在所述P型缓冲层上外延生长SiC层，形成N型沟道层；

在所述N型沟道层上外延生长SiC层，形成N⁺型帽层；

在所述N⁺型帽层上形成源极帽层和漏极帽层，并在所述源极帽层的表面形成源极，在所述漏极帽层的表面形成漏极；

在所述N⁺型帽层上形成凹沟道；

通过所述凹沟道进行两次光刻工艺和两次离子注入工艺，形成第一P型缓冲区和第二P型缓冲区以及第三P型缓冲区；

在所述凹沟道上形成栅电极；

通过钝化工艺和反刻工艺形成电极压焊点，完成4H-SiC金属半导体场效应晶体管的制作；所述第一P型缓冲区的掺杂浓度为1.1*10¹⁵每立方厘米至1.3*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米；

所述第二P型缓冲区的掺杂浓度为1.4*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米；

所述第三P型缓冲区的掺杂浓度为1.5*10¹⁵每立方厘米至1.7*10¹⁵每立方厘米，厚度为0.5微米。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述通过所述凹沟道进行两次光刻工艺和两次离子注入工艺，形成第一P型缓冲区和第二P型缓冲区以及第三P型缓冲区包括：

在所述凹沟道上涂覆正性光刻胶；

在90℃烘箱中前烘90秒，并在曝光后显影，然后在100℃烘箱中后烘3分钟；

在距离所述源极帽层1.2微米至1.7微米处进行第一次硼离子注入，注入完成后进行去胶处理，形成所述第二P型缓冲区；

继续在所述凹沟道上涂覆所述正性光刻胶，并在所述90℃烘箱中前烘90秒，并在曝光后显影，然后在所述100℃烘箱中后烘3分钟；

在距离所述源极帽层1.7微米至2.2微米处进行第二次硼离子注入，注入完成后进行去胶处理，形成所述第三P型缓冲区；

进行退火处理，完成所述第一P型缓冲区和所述第二P型缓冲区以及所述第三P型缓冲区的制作。