[发明专利]一种碳化硅MOS栅控功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅MOS栅控功率器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在碳化硅衬底的正面形成外延薄膜，并采用倒掺杂型离子注入法向所述外延薄膜的上表面注入离子，形成倒掺杂阱区；

向所述倒掺杂阱区注入离子分别形成源极接触区和基极接触区；

在所述外延薄膜的上表面淀积金属分别形成栅电极和源电极，在所述碳化硅衬底的背面淀积金属形成漏电极。

2.如权利要求1所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件的制备方法，其特征在于，所述采用倒掺杂型离子注入法向外延薄膜的上表面注入离子之前包括：

采用RCA标准清洗法对所述碳化硅衬底和外延薄膜进行清洗；

在所述清洗后的外延薄膜的上表面形成离子注入掩膜层；

在所述离子注入掩膜层的上表面形成离子注入窗口，并通过所述离子注入窗口向外延薄膜注入离子。

3.如权利要求1所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件的制备方法，其特征在于，所述采用倒掺杂型离子注入法向外延薄膜的上表面注入离子包括：采用单步离子注入法或多步离子注入法向外延薄膜注入离子。

4.如权利要求1所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件的制备方法，其特征在于，

所述倒掺杂型离子注入法的温度为0～1000℃，离子注入能量为1kev～100MeV，离子注入剂量为1×10¹⁰-1×10¹⁶(atom/cm^-2)。

5.一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，所述碳化硅MOS栅控功率器件包括：

碳化硅衬底；

外延薄膜，其设置在所述碳化硅衬底的正面；

倒掺杂阱区，其设置在所述外延薄膜内；所述倒掺杂阱区为通过倒掺杂型离子注入法向所述外延薄膜的上表面注入离子形成的阱区；

源极接触区和基极接触区；所述源极接触区和基极接触区均设置在所述倒掺杂阱区内；

栅电极、源电极和漏电极；所述栅电极和源电极均设置在所述外延薄膜的上表面；所述漏电极设置在所述碳化硅衬底的背面。

6.如权利要求5所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，

所述碳化硅衬底为n型或p型碳化硅，所述碳化硅为4H-SiC或6H-SiC；

所述外延薄膜的厚度为0.1μm-500μm，其掺杂浓度为1×10¹³-1×10²¹cm^-3；

所述倒掺杂阱区的掺杂离子为氮离子、磷离子、铝离子或硼离子，所述掺杂离子的浓度为1×10¹⁰-1×10¹⁶cm^-2。

7.如权利要求5所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，所述碳化硅MOS栅控功率器件还包括离子注入掩膜层，其设置在所述外延薄膜的上表面；

所述离子注入掩膜层包括离子注入窗口。

8.如权利要求7所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，

所述离子注入掩膜层为由硅、硅氧化合物、硅氮化合物或金属构成的单层薄膜层；或者，

所述离子注入掩膜层为由硅、硅氧化合物、硅氮化合物和金属中至少两种材料构成的多层薄膜层；所述多层薄膜层中各薄膜层的厚度均为0.001～200μm。

9.如权利要求7所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，

所述离子注入窗口的长、宽或半径为0.01μm～50cm；

所述离子注入窗口为叉指结构或平行长条状或圆环形或方形，所述平行长条状包括多个平行的长方形；或者，所述离子注入窗口为包含所述叉指结构、平行长条状、圆环形和方形中至少两种形状的组合图形。

10.如权利要求5所述的一种碳化硅MOS栅控功率器件，其特征在于，所述碳化硅MOS栅控功率器件为碳化硅MOSFET、碳化硅IGBT或碳化硅MOSGCT。