【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体工艺，具体为一种碳化硅功率器件及其制备方法、芯片。
技术介绍
1、碳化硅材料的带隙宽度大约是硅的三倍，临界电场强度是硅的十倍，热导率是硅的三倍，因此具有大禁带宽度、高临界电场、高热导率等优点，目前被广泛的应用于功率半导体领域，在用作功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)时，其具有比硅更快的开关速度、更低的开关损耗和更高的工作温度范围，还具有高的击穿电压和高的电子饱和速率等优点。
2、碳化硅mosfet是一种在碳化硅衬底和外延上制造的一种金属－氧化物-半导体场效应晶体管，采用垂直结构，是核心功率器件之一，通常包括碳化硅衬底、碳化硅外延层、栅氧化层和电极等几个部分。碳化硅是唯一一个能直接进行氧化形成氧化硅栅氧化层的化合物半导体，使用氧化硅作为碳化硅mosfet的栅氧化层成本低、制造工艺简单，目前被广泛使用。
3、现有技术中，碳化硅mosfet器件广泛使用sio2作为栅氧化层，但是sio2与碳化硅的界面态密度很高，影响器件沟道迁移率，而且退火温度在1000℃以上，才能有效减少界面态密度，造成目前的碳化硅mosfet器件普遍存在栅极的阈值电压较高，泄漏电流较大和可靠性差等问题，难以满足现有技术的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳化硅功率器件及其制备方法、芯片，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种碳化硅功率器件的制备方法，所述制备方法包括
4、在n型的碳化硅衬底上表面形成外延层，并向外延层的预设离子区域依次注入p型掺杂离子和n型掺杂离子形成p型区和n型区，并让p型区的宽度和深度大于n型区，所述n型区位于p型区的上方；
5、在外延层上表面的第一预设区域上分别依次形成氧化铝层和氧化铪层，且氧化铝层和氧化铪层堆叠设置；
6、在氧化铪层上表面的第二预设区域上形成栅电极，在栅电极的上表面、氧化铪层上表面的第三预设区域上形成连续的钝化氧化层；
7、在碳化硅衬底下表面形成漏电极，在钝化氧化层的上表面以及外延层上表面的第四预设区域形成连续的源电极，所述源电极分别和p型区、n型区之间形成欧姆接触。
8、进一步地，向外延层的预设离子区域依次注入p型掺杂离子和n型掺杂离子形成p型区和n型区的具体方法包括：
9、在外延层的上表面进行氧化，形成氧化硅掩膜层以确定所述外延层上的预设离子区域；
10、在氧化硅掩膜层的掩蔽下采用多次离子注入工艺向所述预设离子区域注入p型掺杂离子形成具有浓度梯度的p型区；
11、在氧化硅掩膜层的掩蔽下采用多次离子注入工艺向所述预设离子区域注入n型掺杂离子形成具有浓度梯度的n型区。
12、进一步地，所述p型区的p型掺杂离子的掺杂浓度为5e17cm-3-1e18cm-3，p型区的深度为0.6-1.5μm，所述n型区的n型掺杂离子的掺杂浓度为5e19cm-3-1e20cm-3，n型区的深度为0.2-0.4μm。
13、进一步地，所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1e19cm-3，厚度为400μm，所述外延层的掺杂浓度为5e15cm-3-5e16cm-3，厚度为5-15μm。
14、进一步地，使用ald设备，淀积形成氧化铝层和氧化铪层，所述氧化铝层的厚度为7-35nm，氧化铪层的厚度为3-50nm。
15、进一步地，所述漏电极、栅电极和源电极均采用磁控溅射法生成，且采用的溅射材料为银、钛、镍、铝金属中一种，或至少两种金属组成的合金。
16、本专利技术另外还提供一种碳化硅功率器件，所述碳化硅功率器件由上述的制备方法制备。
17、本专利技术另外还提供一种芯片，所述芯片包括上述的碳化硅功率器件的制备方法制备的碳化硅功率器件。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术通过将氧化铝层和氧化铪层堆叠构成叠层，作为碳化硅功率器件的栅氧化层，提高了栅极氧化物的耐压能力、降低了栅极的泄漏电流，并且提高了栅极控制能力；
20、氧化铪层的高介电常数可以有效地降低碳化硅功率器件的电场，防止器件的栅氧化层提前击穿，提高器件的耐压能力，氧化铝层调制了栅氧化层的能带，使界面处的能带偏移增大，有效改善界面处的界面态密度，降低器件的漏电流，提高栅极的控制能力。
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1.一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于，所述碳化硅功率器件的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：向外延层的预设离子区域依次注入P型掺杂离子和N型掺杂离子形成P型区和N型区的具体方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：所述P型区的P型掺杂离子的掺杂浓度为5e17cm-3-1e18cm-3，P型区的深度为0.6-1.5μm，所述N型区的N型掺杂离子的掺杂浓度为5e19cm-3-1e20cm-3，N型区的深度为0.2-0.4μm。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1e19cm-3，厚度为400μm，所述外延层的掺杂浓度为5e15cm-3-5e16cm-3，厚度为5-15μm。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：使用ALD设备，淀积形成氧化铝层和氧化铪层，所述氧化铝层的厚度为7-35nm，氧化铪层的厚度为3-50nm。
6.根据权利要求1所述的一种碳
7.一种碳化硅功率器件，其特征在于：所述碳化硅功率器件由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备。
8.一种芯片，其特征在于：所述芯片包括如权利要求1-6任一项所述的碳化硅功率器件的制备方法制备的碳化硅功率器件。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于，所述碳化硅功率器件的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：向外延层的预设离子区域依次注入p型掺杂离子和n型掺杂离子形成p型区和n型区的具体方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：所述p型区的p型掺杂离子的掺杂浓度为5e17cm-3-1e18cm-3，p型区的深度为0.6-1.5μm，所述n型区的n型掺杂离子的掺杂浓度为5e19cm-3-1e20cm-3，n型区的深度为0.2-0.4μm。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于：所述碳化硅衬底的掺杂浓度为1e19cm-3，厚度为400μm，所述外延...
【专利技术属性】
技术研发人员：李培刚，储童，刘学，田然，季学强，
申请(专利权)人：合肥安芯睿创半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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