[发明专利]一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、选取SiC衬底和SiC外延层，对SiC衬底和SiC外延层进行清洗并且干燥；

S2、在SiC外延层表面上进行铝离子注入，形成P-well阱区；

S3、在P-well阱区上表面进行氮离子注入，形成源极接触n+区域；

S4、在源极接触n+区域上表面进行铝离子注入，形成源极接触P+区域；

所述步骤S4包括：

S41、通过低压热壁化学气相淀积法在SiC外延层正面淀积一层厚度为1.5μm的Al作为源极接触P+区域离子注入的阻挡层，通过光刻和刻蚀形成源极接触P+区域注入区；

S42、在650℃的温度下对SiC外延层正面进行多次Al离子注入，在源极接触P+区域注入区形成深度为0.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3的源极接触P+区域；

S43、采用磷酸去除SiC外延层正面的Al，并且清洗干燥；

S5、对注入的杂质离子进行高温激活；

S6、对高温激活后的SiC衬底和SiC外延层进行表面处理，使SiC外延层上表面干净、平坦，适合进行再次SiC外延；

S7、在SiC外延层上表面进行本征SiC层外延，形成绝缘SiC外延层，以此作为SiCMOSFET器件的绝缘栅介质层；

S8、在绝缘SiC外延层上淀积多晶硅栅极，并且对绝缘SiC外延层和多晶硅栅极光刻、刻蚀，刻蚀出接触孔区域；

S9、绝缘介质层的沉积以及光刻、刻蚀，形成源极接触孔；

S10、源极金属的沉积、光刻刻蚀以及高温合金，与源极接触n+区域和源极接触P+区域形成良好欧姆接触；

S11、晶圆背面漏极金属的沉积以及高温合金，形成SiC MOSFET器件器件结构，完成制备。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、通过低压热壁化学气相淀积法在SiC外延层正面淀积一层厚度为1.5μm的Al作为P-well阱区离子注入的阻挡层，通过光刻和刻蚀形成P-well阱区注入区；

S22、在650℃的温度下对SiC外延层正面进行多次Al离子注入，在P-well阱区注入区形成深度为0.5μm，掺杂浓度为3×10¹⁸cm^-3的P-well阱区；

S23、采用磷酸去除SiC外延层正面的Al，并且清洗干燥。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、通过低压热壁化学气相淀积法在SiC外延层正面淀积一层厚度为1μm的Al作为源极接触n+区域离子注入的阻挡层，通过光刻和刻蚀形成源极接触n+区域注入区；

S32、在500℃的温度下对SiC外延层正面进行多次氮离子注入，在源极接触n+区域注入区形成深度为0.25μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3的源极接触n+区域；

S33、采用磷酸去除SiC外延层正面的Al，并且清洗干燥。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

采用RCA清洗标准对碳化硅表面进行清洗，烘干后制作碳膜保护，然后在1700℃氩气氛围中进行离子激活退火10min。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S6包括：

通过氧等离子体去除碳膜，采用RCA清洗标准对碳化硅表面进行清洗，烘干。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S7包括：

在SiC外延层上表面外延生长厚度为50nm的绝缘SiC外延层，其工艺条件是：外延温度为1600℃，压力100mbar，反应气体采用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氢气。