[发明专利]一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET及其制造方法

权利要求书

1.一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，包括：金属层、衬底；其特征在于，还包括：

设置于衬底上部的缓冲区，包括若干缓冲层；设置于缓冲区上部的外延层；设置于外延层上部两侧的P阱区，P阱区中间处形成JFET区；所述P阱区上部设有超结区；所述JFET区上部设置有与JFET区、P阱区、超结区接触的栅氧化层区；所述栅氧化层区包括若干稀土栅氧化层；所述栅氧化层区上部依次设置有栅极金属层和包覆栅氧化层区、栅极金属层的钝化层；所述超结区上部覆盖有源极金属层。

2.如权利要求1所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，其特征在于，所述P阱区宽度为5-10μm，高度为3-4μm。

3.如权利要求1或2所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，其特征在于，所述超结区的宽度为2-6μm，高度为0.5-3μm。

4.如权利要求1所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，其特征在于，

所述栅氧化层区包括若干第一稀土栅氧化层，所述第一稀土栅氧化层的高度为5-8nm；

和/或，

所述栅氧化层区包括若干第二稀土栅氧化层，所述第二稀土栅氧化层的高度为20-25nm；

和/或，

所述栅氧化层区包括若干第三稀土栅氧化层，所述第三稀土栅氧化层的高度为8-12nm。

5.如权利要求4所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，其特征在于，

所述栅氧化层区包括从下至上依次设置的第一稀土栅氧化层、第二稀土栅氧化层以及第三稀土栅氧化层，且所述稀土栅氧化层的材质为Al₂O₃、Gd₂O₃、SiO₂中的一个或多个。

6.如权利要求1所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET，其特征在于，

所述若干缓冲层沿衬底向上的方向掺杂浓度依次递减。

7.一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-6任一项所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET；所述方法包括：

步骤101、采用电子束蒸镀方式在N型SiC衬底背部蒸镀得到漏极金属层1，再利用快速退火的工艺得到欧姆接触；

步骤102、在SiC衬底顶部外延得到N型SiC的缓冲区；

步骤103、在缓冲区上部外延得到N型SiC的外延层；

步骤104、利用离子注入的方式在所述外延层上制备所对应的P阱区，超结区，形成相应的JFET区；

步骤105、在所述的JFET区、P阱区、超结区的上部沉积得到所需的稀土栅极氧化区；

步骤106、利用光刻以及电子束蒸镀的方式在所述稀土栅极氧化区上沉积得到对应的SiC MOSFET栅极；

步骤107、利用光刻以及电子束蒸镀的方式在所述的P+源区与部分N+源区的上部沉积得到对应的源极金属层；

步骤108、利用光刻和MOCVD的生长方式在所述的源极金属层与栅极金属层之间沉积得到钝化层。

8.如权利要求7所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET的制备方法，其特征在于，所述步骤102进一步包括，在N型SiC衬底的上部通过CVD生长方式制备掺杂浓度依次递减的若干N型缓冲层。

9.如权利要求7所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET的制备方法，其特征在于，所述步骤104进一步包括，利用氧化层掩膜与铝离子注入的方式在所述的P阱区上方边缘位置制备超结区中的P+源区；利用氧化层掩膜与氮离子注入的方式，在所述P阱区远离边缘位置的一侧制备超结区中的N+源区。

10.如权利要求7所述的一种含稀土栅介质层的平面型SiC MOSFET的制备方法，其特征在于，所述步骤105进一步包括，利用原子层沉积，和/或，磁控溅射的方式在所述的JFET区、P阱区、超结区的上部沉积栅氧化层区。