[发明专利]一种基于n长基区碳化硅晶闸管及其制作方法

权利要求书

1.一种基于n长基区碳化硅晶闸管的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、将n型碳化硅衬底（11）进行清洗处理后，在n型碳化硅衬底（11）上表面向上依次生长碳化硅p⁺发射区外延层（2）、碳化硅n⁺缓冲层（3）、碳化硅n型长基区外延层（4）、碳化硅p^-短基区外延层（5）、碳化硅n⁺发射区外延层（6）；

所述n型碳化硅衬底（11）为4H-SiC单晶衬底、6H-SiC单晶衬底或者3C-SiC单晶衬底；

步骤2、去除n型碳化硅衬底（11）；

所述去除n型碳化硅衬底（11）的方法为化学机械抛光法、干式抛光法、湿法腐蚀法、等离子辅助化学腐蚀法、常压等离子腐蚀法中的一种或者多种；

步骤3、在碳化硅n⁺发射区外延层（6）的上表面形成SiO₂层，再对SiO₂层进行光刻并显影，采用干法刻蚀形成台面，暴露出碳化硅p^-短基区外延层（5）；

步骤4、在经步骤3得到的碳化硅n⁺发射区外延层（6）和碳化硅p^-短基区外延层（5）的上表面淀积SiO₂层，对SiO₂层进行光刻→显影→坚膜→刻蚀→去胶的工艺，暴露出需要离子注入的区域，并利用未去掉的SiO2层作为掩膜，注入p型离子形成碳化硅p⁺区（8），然后去掉SiO2层；

步骤5、在经步骤4得到的碳化硅p⁺区（8）上表面淀积Al/Ni合金层，形成门极欧姆电极（9）；

步骤6、在经步骤3得到的碳化硅n⁺发射区外延层（6）上表面淀积Ni金属层，形成阴极欧姆电极（7）；

步骤7、在经步骤2得到的碳化硅p⁺发射区外延层（2）表面淀积Ni金属层，形成阳极欧姆电极（1）；

步骤8、采用PECVD法在碳化硅p^-短基区外延层（5）上表面、门极欧姆电极（7）、碳化硅n⁺发射区外延层（6）侧面以及阴极欧姆电极（9）侧面均淀积SiO₂钝化层，并光刻形成隔离层（10）；

步骤9、对经步骤8得到的SiO₂钝化层进行光刻形成接触孔，并淀积Al金属，经光刻形成阴极Pad和门极Pad，得到基于n长基区碳化硅晶闸管。

2.如权利要求1所述的一种基于n长基区碳化硅晶闸管的制作方法，其特征在于，所述步骤1中：n型碳化硅衬底（11）为4H-SiC单晶衬底、6H-SiC单晶衬底或者3C-SiC单晶衬底，所述n型碳化硅衬底（11）厚度为320μm~380μm。

3.如权利要求1所述的一种基于n长基区碳化硅晶闸管的制作方法，其特征在于，所述碳化硅p⁺发射区外延层（2）的掺杂浓度为2x10¹⁹cm^-3，所述碳化硅p⁺发射区外延层（2）的厚度为2.5μm；碳化硅n⁺缓冲层（3）的掺杂浓度为2x10¹⁶cm^-3~5x10¹⁶cm^-3，碳化硅n⁺缓冲层（3）的厚度为2.5μm~3.0μm；碳化硅n型长基区外延层（4）掺杂浓度为2x10¹⁴cm^-3，碳化硅n型长基区外延层（4）厚度为160μm；碳化硅p^-短基区外延层（5）掺杂浓度为2x10¹⁷cm^-3~5x10¹⁷cm^-3，碳化硅p^-短基区外延层（5）厚度为2.5μm~3.0μm；碳化硅n⁺发射区外延层（6）掺杂浓度为2x10¹⁹cm^-3，碳化硅n⁺发射区外延层（6）厚度为2.5μm~3.5μm，碳化硅n⁺发射区外延层（6）横向宽度为20μm~30μm。

4.如权利要求1所述的一种基于n长基区碳化硅晶闸管的制作方法，其特征在于，所述门极欧姆电极（9）的材料为Al/Ni合金，所述门极欧姆电极（9）厚度为10nm~1000nm，所述阴极欧姆电极（7）的材料为Ni ，所述阴极欧姆电极（7）的厚度为10nm~1000nm，所述阳极欧姆电极（1）的材料为Ni，所述阳极欧姆电极（1）的的厚度为10nm~1000nm。