本发明专利技术涉及一种SiC MOSFET器件及其制备方法，所述制备方法包括：在N型外延层2两端注入离子形成P阱注入区；在P阱注入区内形成N元素注入区和P元素注入区；在P阱注入区内形成B元素注入区和Al元素注入区；形成栅氧化层和多晶硅层(9)，以形成栅极；光刻形成源极欧姆接触区域，并在源极欧姆接触区域内注入C和Ge元素，形成表面调制层；在表面调制层上制备源极；在N型衬底层背面制备漏极。本发明专利技术能够降低N型欧姆接触的接触电阻和降低P型欧姆接触的接触电阻，以及降低注入区的方块电阻。以及降低注入区的方块电阻。以及降低注入区的方块电阻。
【技术实现步骤摘要】
一种SiC MOSFET器件及其制备方法
[0001]本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种SiC MOSFET器件及其制备方法。
技术介绍
[0002]碳化硅(SiC)以其优良的物理化学特性和电学特性成为制造高温、大功率电子器件的一种最有优势的半导体材料，并且具有远大于Si材料的功率器件品质因子。SiC MOSFET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，金氧半场效晶体管)功率器件的研发始于20世纪90年代，具有输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、耐高温高压等一系列优点，已在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。
[0003]P型掺杂SiC的欧姆接触问题尚未很好解决。在SiC MOSFET器件中主要表现在：1、源极欧姆接触包含N型和P型SiC欧姆接触，实际器件制备中，主要优先考虑N型欧姆接触的形成而采用Ni金属体系，而Ni金属体系与P型SiC形成的欧姆接触电阻不够小、一致性不够高；2、注入区的方块电阻较大，导致电流传输路径的电阻较大；3、P型欧姆接触与N型外延层形成的寄生体二极管性能也依赖P型欧姆接触的特性，这会影响此二极管的续流能力。
[0004]因此，如何解决P型掺杂SiC的欧姆接触问题成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种SiC MOSFET器件及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术的一个实施例提供了一种SiC MOSFET器件的制备方法，所述制备方法包括：
[0007]选取N型衬底层；
[0008]在所述N型衬底层上形成N型外延层；
[0009]在所述N型外延层两端注入离子形成P阱注入区；
[0010]在所述P阱注入区内注入N元素形成N元素注入区；
[0011]在所述N元素注入区内注入P元素形成P元素注入区，所述P元素注入区位于剩余的所述N元素注入区上；
[0012]在所述P阱注入区内注入B元素形成B元素注入区，所述N元素注入区和所述P元素注入区位于两个所述B元素注入区之间，且所述B元素注入区注入至所述N型外延层内；
[0013]在所述B元素注入区内注入Al元素形成Al元素注入区，所述Al元素注入区位于剩余的所述B元素注入区上；
[0014]在部分所述P元素注入区、所述P阱注入区和所述N型外延层上形成栅氧化层；
[0015]在所述栅氧化层上制备多晶硅层，以形成栅极；
[0016]光刻形成源极欧姆接触区域，并在所述源极欧姆接触区域内注入C和Ge元素，形成表面调制层，所述表面调制层位于剩余的所述Al元素注入区上；
[0017]在所述表面调制层上制备源极；
[0018]在所述N型衬底层背面制备漏极。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述N型衬底层和所述N型外延层的材料均为4H
‑
SiC。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，在所述N型外延层两端注入离子形成P阱注入区，包括：
[0021]利用离子注入方法在所述N型外延层两端注入Al离子形成P阱注入区。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，在所述P阱注入区内注入N元素形成N元素注入区，包括：
[0023]采用自对准工艺在所述P阱注入区内注入N元素形成N元素注入区，其中，注入能量为100～200keV，注入剂量为1e15～3e15cm
‑2。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，在所述N元素注入区内注入P元素形成P元素注入区，包括
[0025]采用自对准工艺在所述N元素注入区内注入P元素形成P元素注入区，其中，注入能量为50～100keV，注入剂量为5e14～8e14cm
‑2。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，在所述P阱注入区内注入B元素形成B元素注入区，包括：
[0027]光刻形成P+注入区域，采用自对准工艺在所述P+注入区域内注入B元素形成B元素注入区，其中，注入能量为300～500keV，注入剂量为1e15～3e15cm
‑2。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，在所述B元素注入区内注入Al元素形成Al元素注入区，包括：
[0029]采用自对准工艺在所述B元素注入区内注入Al元素形成Al元素注入区，其中，注入能量为50～100keV，注入剂量为5e14～8e14cm
‑2。
[0030]在本专利技术的一个实施例中，在所述源极欧姆接触区域内注入C和Ge元素，形成表面调制层，包括：
[0031]采用自对准工艺在所述源极欧姆接触区域内注入C和Ge元素，形成表面调制层，注入能量为50～100keV，注入剂量为1e14～3e14cm
‑2。
[0032]在本专利技术的一个实施例中，在所述表面调制层上制备源极，包括：
[0033]在所述表面调制层上淀积源极欧姆接触金属Ni，之后进行退火处理，以形成源极。
[0034]本专利技术的一个实施例提供了一种SiC MOSFET器件，利用上述任一项实施例所述的SiC MOSFET器件的制备方法制备而成，所述SiC MOSFET器件包括：
[0035]N型衬底层；
[0036]N型外延层，位于所述N型衬底层上；
[0037]两个P阱注入区，分别位于所述N型外延层两端内；
[0038]两个N元素注入区，分别位于所述P阱注入区内；
[0039]两个P元素注入区，分别位于N元素注入区内，且所述P元素注入区位于剩余的所述N元素注入区上；
[0040]两个B元素注入区，分别位于所述P阱注入区内，所述N元素注入区和所述P元素注入区位于两个所述B元素注入区之间，且所述B元素注入区的底部位于所述N型外延层内；
[0041]两个Al元素注入区，分别位于剩余的所述B元素注入区上；
[0042]栅氧化层，位于部分所述P元素注入区、所述P阱注入区和所述N型外延层上；
[0043]多晶硅层，位于所述栅氧化层上；
[0044]两个表面调制层，分别位于剩余的所述Al元素注入区上；
[0045]两个源极，分别位于所述表面调制层上；
[0046]漏极，位于所述N型衬底层背面。
[0047]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0048]1、本专利技术的N+注入区采用氮(N)元素和磷(P)元素混合注入，形成表层P元素注入区，以降低N型欧姆接触的接触电阻；形成的底层N元素注入区，以降低注入区的方块电阻。
[0049]2、本专利技术的P+注入区采用铝(Al)元素和硼(B)元素混合注入，形成的表层Al元素注入区，以降低P型欧姆接触的接触电阻；形成的底层B元素注入区，以降低注入区的方块电阻。
[0050]3、本专利技术在源极接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：选取N型衬底层(1)；在所述N型衬底层(1)上形成N型外延层(2)；在所述N型外延层(2)两端注入离子形成P阱注入区(3)；在所述P阱注入区(3)内注入N元素形成N元素注入区(4)；在所述N元素注入区(4)内注入P元素形成P元素注入区(5)，所述P元素注入区(5)位于剩余的所述N元素注入区(4)上；在所述P阱注入区(3)内注入B元素形成B元素注入区(6)，所述N元素注入区(4)和所述P元素注入区(5)位于两个所述B元素注入区(6)之间，且所述B元素注入区(6)注入至所述N型外延层(2)内；在所述B元素注入区(6)内注入Al元素形成Al元素注入区(7)，所述Al元素注入区(7)位于剩余的所述B元素注入区(6)上；在部分所述P元素注入区(5)、所述P阱注入区(3)和所述N型外延层(2)上形成栅氧化层(8)；在所述栅氧化层(8)上制备多晶硅层(9)，以形成栅极；光刻形成源极欧姆接触区域，并在所述源极欧姆接触区域内注入C和Ge元素，形成表面调制层(10)，所述表面调制层(10)位于剩余的所述Al元素注入区(7)上；在所述表面调制层(10)上制备源极(11)；在所述N型衬底层(1)背面制备漏极(12)。2.根据权利要求1所述的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述N型衬底层(1)和所述N型外延层(2)的材料均为4H
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SiC。3.根据权利要求1所述的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，在所述N型外延层(2)两端注入离子形成P阱注入区(3)，包括：利用离子注入方法在所述N型外延层(2)两端注入Al离子形成P阱注入区(3)。4.根据权利要求1所述的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，在所述P阱注入区(3)内注入N元素形成N元素注入区(4)，包括：采用自对准工艺在所述P阱注入区(3)内注入N元素形成N元素注入区(4)，其中，注入能量为100～200keV，注入剂量为1e15～3e15cm
‑2。5.根据权利要求4所述的SiC MOSFET器件的制备方法，其特征在于，在所述N元素注入区(4)内注入P元素形成P元素注入区(5)，包括采用自对准工艺在所述N元素注入区(4)内注入P元素形成P元素注入区(5)，其中，注入能量为50～100keV，注入剂量为5e14～8e14cm
‑2。6.根据权利要求1所述的SiC MOSFET器件的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮良，
申请(专利权)人：瑶芯微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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