[发明专利]肖特基接触注入增强型SiC PNM-IGBT器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型肖特基接触注入增强型SiC PNM‑IGBT器件其制备方法。该制备方法包括：在SiC衬底连续生长过渡层、第一漂移层、缓冲层、集电层；刻蚀第一漂移层形成第一沟槽，淀积第一氧化层；生长第二漂移层；在第二漂移层上生长P型阱区，在P型阱区形成P+掺杂区、P接触区和N+发射区；刻蚀制备第二沟槽，形成埋氧化层；在第二沟槽生长第二氧化层，淀积多晶硅；淀积金属层分别形成发射极欧姆接触电极、发射极肖特基接触电极和集电极接触电极。本发明在槽栅两侧引入埋氧化层，和在发射极引入肖特基接触电极增强了电导调制效应，降低了导通电阻，并不会导致关断时间明显增大，且在工艺上与现有工艺兼容。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种肖特基接触注入增强型 SiC PNM-IGBT器件及其制备方法。

背景技术

随着电子产品的需求以及能效要求的不断提高，功率器件发挥着越来越重要的作用。几乎用于所有的电子制造业包括计算机领域、网络通信领域、消费电子领域、工业控制领域的各种设备。中国功率器件市场一直保持较快的发展速度，我国新型功率器件主要有VDMOS及IGBT类器件，而新材料功率器件主要有SiC及GaN器件。SiC是典型的宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、临界电场高、载流子饱和速度高、物理化学性质稳定、硬度高、热稳定性好和热导率高等特点，非常适用于制作高温、抗辐射、高频、大功率和高密度集成的功率器件。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是在MOSFET和BJT基础上发展起来的一种新型复合功率器件，复合了二者的优点，具有MOS输入、双极输出功能，集BJT 器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。

SiC IGBT综合了功耗低、击穿电压高、开关速度快的特点，相对于SiC MOSFET以及硅基的IGBT、晶闸管等器件具有显著的优势，特别适用于高温、高压、高频、大功率电力系统应用领域。SiC MOS器件已推出高击穿电压和低界面态密度的器件，为SiC IGBT的发展创造条件。近年来，随着节能减排力度的不断加大以及新能源领域的不断发展，IGBT作为节能高效器件具有更广阔的发展空间。

和其他功率器件一样，SiC IGBT主要关注功耗和电压的影响。为了降低器件的功耗，可以降低导通电阻，因此要求器件的漂移区在通态时有较高浓度的自由载流子。然而，大量的自由载流子会导致器件具有较长的关断时间，增加器件的关断损耗，造成导通电阻和关断损耗之间的矛盾。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种注入增强型SiCPNM-IGBT器件及其制备方法。

具体地，本发明一个实施例提出的一种注入增强型SiC PNM-IGBT器件的制备方法，包括：

利用热壁LPCVD工艺在SiC衬底表面连续生长过渡层、第一漂移层、缓冲层、集电层；

利用反应离子刻蚀工艺刻蚀所述第一漂移层，形成第一沟槽，利用热氧化工艺在所述第一沟槽内生长第一氧化层；

利用热壁LPCVD工艺在所述第一漂移层和所述第一氧化层表面生长第二漂移层；

利用热壁LPCVD工艺在所述第二漂移层表面生长P型阱区；

利用离子注入工艺在所述P型阱区内形成P+掺杂区、P接触区和N+发射区；

利用反应离子刻蚀工艺刻蚀所述第二漂移层和所述第一氧化层，形成第二沟槽以制备出埋氧化层；其中，所述第二沟槽的宽度小于所述第一沟槽的宽度；

利用热氧化工艺在所述第二沟槽内生长第二氧化层，利用CVD工艺在所述第二氧化层生长多晶硅；

淀积金属层分别在所述N+发射区形成发射极欧姆接触电极，并在所述 P接触区形成发射极肖特基接触电极；