[发明专利]JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件，其特征在于：包括外延层，外延层（1）的上部中间形成有JFET注入区，所述JFET注入区的两侧各形成一个P阱区，每个所述P阱区上表面的内侧形成有一个N+区，所述N+区外侧的所述P阱区的上表面成有一个P+区，所述外延层的上表面形成有栅介质层（6），所述栅介质层（6）的左右两侧分别延伸到所述N+区的上表面，所述栅介质层（6）的上表面形成有栅极（7），所述栅极（7）的外侧形成有层间介质（8），所述层间介质（8）将所述栅极（7）以及栅介质层（6）的左右侧面覆盖，且所述层间介质（8）与左右两侧的N+区的上表面接触，所述层间介质（8）的外侧形成有源极（9），所述源极（9）的左右两侧与所述P+区以及层间介质（8）外侧的N+区接触，所述外延层（1）的下表面形成有漏极（10）。

2.如权利要求1所述的JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件，其特征在于：所述外延层（1）包括位于下侧的N+衬底（1-1）和位于上侧的N-漂移区（1-2）。

3.如权利要求2所述的JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件，其特征在于：所述N-漂移区为N型4H-SiC。

4.一种JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：在外延层（1）上淀积第一介质层（2）作为离子注入缓冲层；在第一介质层（2）的表面淀积第二介质层（3），将JFET区上方的第二介质层（3）刻蚀，刻蚀后进行JFET区离子注入；

S2：在上述器件的表面淀积第三介质层（4），再大面积刻蚀第三介质层（4）并终止于第二介质层（3），使用湿法腐蚀去掉剩余的第二介质层（3），自对准形成P阱注入图形，在JFET区的两侧进行P阱离子注入；

S3：再淀积第四介质层（5），对第四介质层（5）进行光刻形成N型重掺杂源区图形，并在JFET区上方第三介质层（4）上形成侧墙，进行N型重掺杂源区离子注入，自对准形成沟道；

S4：腐蚀掉第三介质层（4）与第四介质层（5），光刻形成P型重掺杂接触区，进行离子注入；表面处理后，热氧化形成栅介质层（6），通过LPCVD淀积多晶硅作栅极完成正面结构；

S5：蒸发溅射所需电极金属完成整个JFET注入型N沟道SiC MOSFET结构。

5.如权利要求4所述的JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：

步骤S101：在N+型衬底（1-1）上外延生长厚度为5μm~15μm且掺杂浓度为5×10¹⁵~2×10¹⁶cm^-3的N-型漂移区（1-2），在N-型漂移区（1-2）上淀积30nm~100nm的第一介质层（2）作为离子注入缓冲层；

步骤S102：在第一介质层（2）的上表面淀积0.4μm~2μm厚度的第二介质层（3），对JFET注入区上侧的第二介质层（3）进行光刻，形成JFET区图形，刻蚀后进行JFET区的N型离子注入，JFET区宽度为0.5μm ~5 μm，N型掺杂浓度为5×10¹⁶~1×10¹⁷ cm^-3，深度为0.6~1.2μm。

6.如权利要求4所述的JFET注入型N沟道SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：

步骤S201：在步骤S1处理后的器件的上表面淀积0.3μm~2 μm厚度的第三介质层（4）；

步骤S202：大面积刻蚀第三介质层（4）并终止于第二介质层（3），使得JFET注入区上侧的第三介质层（4）保留，然后使用湿法腐蚀去掉第三介质层（4）两侧的第二介质层（3），自对准形成P阱注入图形，进行P阱离子注入，P阱区域的宽度为4~7 μm，P型掺杂浓度为1×1017~8×1017cm^-3，深度为0.6~1.2μm。