[发明专利]一种带角度注入的自对准MOS沟道的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自对准MOS沟道的制备方法，特别是涉及一种带角度注入的自对准MOS沟道的制备方法。

背景技术

SiC材料禁带宽度大、击穿电场高、饱和漂移速度和热导率大，这些材料优越性能使其成为制作高功率、高频、耐高温、抗辐射器件的理想材料。SiCDMOSFET在大功应用中具有很大价值，这都归功于其较高的阻断电压和与SiDMOSFET相近的驱动电路设计。

目前限制SiCDMOSFET大范围应用的一个很重要原因是MOS沟道可靠性问题及两次离子注入带来的加工复杂性。SiC可以通过自身氧化来实现高质量氧化层。但目前沟道迁移率远低于SiMOSFET，为了保证导通性能器件，需要采用较短的沟道，但过短的沟道会导致短沟道效应，因此需要保证单胞两侧沟道完全对称。为了避免光刻误差产生的两侧沟道不对称，通常采用自对准的方法实现MOS沟道。沟道处SiC表面的质量对氧化后界面质量影响很大，因此对SiC表面的保护尤为重要，需要开发一种最大限度保护沟道部分SiC表面的自对准MOS沟道加工工艺。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供能够保护注入过程中沟道处的SiC表面，避免其损伤的带角度注入的自对准MOS沟道的制备方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的带角度注入的自对准MOS沟道的制备方法，包括如下的步骤：

S1：在第一导电类型衬底上生长第一导电类型层；

S2：在第一导电类型层上形成带有角度的注入掩膜，注入掩膜的角度为0°～90°；

S3：通过带有角度的离子注入形成第二导电类型掺杂区，离子注入与晶圆表面的垂直方向的夹角为0°～90°；

S4：通过垂直于晶圆表面的离子注入在第二导电类型掺杂区内形成第一导电类型掺杂区，第二导电类型掺杂区超出第一导电类型掺杂区的区域为沟道区；

S5：去除注入掩膜，在晶圆表面生长栅介质层；

S6：去除部分栅介质层，形成源极、栅极和漏极。

进一步，所述第一导电类型为n型，第二导电类型为p型；或者第一导电类型为p型，第二导电类型为n型。

进一步，所述注入掩膜的材料为氧化硅、氮化硅等离子注入掩膜介质。

进一步，所述注入掩膜在形成过程中保留部分介质层。

有益效果：本发明提供的带角度注入自对准MOS沟道制备方法，通过同一次注入掩膜分别实现第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区，通过控制注入掩膜的角度以及离子注入与第一导电类型层垂直方向的角度来控制第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的宽度差，进而控制沟道长度，简化了器件加工工艺，减少了注入掩膜加工次数，并且注入过程中沟道处的SiC表面始终处于介质的保护状态下，避免了表面损伤，提高了后续氧化质量。

附图说明

图1是本发明的材料生长及注入掩膜的示意图；

图2是本发明的带角度第二导电类型注入的示意图；

图3是本发明的第一导电类型注入的示意图；

图4是本发明的栅介质生长的示意图；

图5是本发明的电极生成的示意图；

图6是本发明的实施例的第二导电类型离子注入示意图；

图7是本发明的对如图6所示结构的有限元仿真结果示意图；

图8是本发明的实施例的第一导电类型离子注入示意图；

图9是本发明的实施例的去除掩膜介质后的注入区示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

本发明提供的一种带角度注入的自对准MOS沟道的制备方法，包括如下的步骤：

S1：在第一导电类型衬底1上生长第一导电类型层2；

S2：在第一导电类型层2上形成带有角度的注入掩膜10，注入掩膜10的角度8为0°～90°，注入掩膜10的材料为氧化硅、氮化硅等离子注入掩膜介质，如图1所示；

S3：通过带有角度的离子注入形成第二导电类型掺杂区3，离子注入与晶圆表面的垂直方向的夹角9为0°～90°，如图2所示；

S4：通过垂直于晶圆表面的离子注入在第二导电类型掺杂区3内形成第一导电类型掺杂区4，第二导电类型掺杂区3超出第一导电类型掺杂区4的区域为沟道区13，如图3所示；

S5：去除注入掩膜10，在晶圆表面生长栅介质层5，如图4所示；

S6：去除部分栅介质层5，形成源极7、栅极6和漏极11，如图5所示。