带有双区浮动结的碳化硅umosfet器件及利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及微电子技术领域，尤其设及一种带有双区浮动结的碳化娃UMOSFET器 件及利记博彩app。
【背景技术】
[0002] 目前，基于娃材料的功率电子器件已经在电子工业领域得到了广泛的应用，但是 在高温大功率领域，不断成熟的工艺技术W及不断优化的器件设计都使得娃功率器件接近 其理论极限，而SiC材料的功率电子器件由于其自身材料的优势，使其可W在高温、高频、 高福射的应用环境中正常工作。
[0003] 在SiC功率器件中，功率M0SFET是电压控制型功率器件，具有栅极驱动电路简单， 开关时间短，功率密度大，转换效率高的特点，广泛的应用于各种电力电子系统。
[0004]SiC功率M0S阳T的器件结构主要分为两种，一种是双注入型的 M0S阳T(VDM0S阳T)，另一种是沟槽型的M0S阳T(UM0S阳T)，与VDM0S阳T相比，UM0S阳T的沟 道位于垂直方向，在高阻断电压应用方面，巧片的面积较小，并且UMOSFET的制造可W通过 外延工艺形成P阱和n+源区，注入损伤比较小，由于UM0S阳T不存在JFET区域，使得其导 通电阻较低。但UMOSFET结构本身也存在问题，其中比较重要的一点是，在承受电压时，场 强最大处常位于沟槽底部的拐角处，所W击穿点通常也在沟槽底部的拐角处，为了充分利 用SiC材料的高击穿电场的特性，避免在SiC击穿之前栅氧化层的击穿，必须对其采取相应 的保护措施。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种带有双区浮动结的碳化娃UMOSFET器件及制 作方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0007] 带有双区浮动结的碳化娃UM0S阳T器件，自下往上依次包括漏极、化衬底、一次 N-漂移区、P+离子注入区和二次N-漂移区，二次N-漂移区上设有槽栅介质，槽栅介质内 设有多晶娃，槽栅介质两侧对称设有P-外延层和源区接触，源区接触位于P-外延层上端， 源区接触上端及其一侧均设有源极，两侧源极之间设有纯化层和栅极，纯化层位于栅极两 侦U，P+离子注入区分为上下对齐的两部分，形状相同，P+离子注入区的上半部分为侣离子 注入，渗杂浓度为2X10"cnT3-7X10"cnT3,深度为0. 5ym，下半部分为侣离子注入，渗杂浓 度为IXl〇i6cnT3-2X10"cnT3,深度为0. 5ym，P+离子注入区同时存在于沟槽的两侧，P+离 子注入区为水平分布的双区浮动结。
[000引优选的，所述槽栅介质为Si02,厚度为lOOnm，多晶娃2为ploySi，深度为2. 9ym， 宽度为2. 8ym，通过淀积填充整个沟槽结构。
[000引优选的，所述化衬底是厚度为200ym-500ym，氮离子渗杂浓度为 5Xl0i8cnT3-lX102%T3的N型碳化娃衬底片；一次N-漂移层为厚度为10ym-20ym，氮离 子渗杂浓度为1Xl0i5cnT3-6Xl0i5cnT3的N型碳化娃外延层。
[0010] 优选的，所述二次N-漂移层是厚度为2ym-3ym，氮离子渗杂浓度为 1Xl〇i5cnT3-6X10"cnT3的N型碳化娃外延层；P-外延层是最大厚度为2. 5ym-3ym，侣离子 渗杂浓度为1Xl〇i7cnT3-lXIQiScnT3的P型碳化娃外延层；源区接触是厚度为0. 5ym，氮离 子渗杂浓度为5XIQiScnT3的N型碳化娃外延层。
[0011] 为解决上述问题，本发明还提供了一种带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的 制备方法，包括如下步骤：
[001引 S1、取厚度为200ym，氮离子渗杂浓度为5Xl0i8cnT3的化碳化娃衬底片进行RCA 标准清洗，在清洗后的衬底片上外延生长厚度为厚度为10ym-20ym，氮离子渗杂浓度为 1 Xl0i5cm-3-6X10"cm-3的一次N-漂移区；
[0013] S2、在650°C下，W侣作为掩膜，在一次N-漂移区上进行两次选择性侣离子注入， 注入区上半部分渗杂浓度为6X10"cnT3,深度为0. 5ym，下半部分渗杂浓度为8X1〇16畑1一3， 深度为0. 5ym离子注入后在硅烷气氛下进行退火，退火温度为1650°C，退火时间为lOmin， 形成所述P+离子注入区；
[0014] S3、在P+离子注入区和一次N-漂移层上面进行二次N-漂移区生长，厚度为 2iim_3iiHbit胃f 1X10巧〇11-3_6X10巧011-3;
[0015] S4、在^次N-漂移层上生长一层最大厚度为2. 5ym-3ym,侣罔子渗杂浓度为 1 X1〇17畑1-3-1X1〇18畑1-3的P-外延层；
[0016] S5、在P-外延层上生长一层厚度为0. 5ym，氮离子渗杂浓度为5XIQiScnT3的N型 碳化娃外延层，作为化源区层；
[0017] S6、磁控瓣射一层2000A的Ti膜作为ICP刻蚀掩膜，涂胶光刻，进行ICP刻蚀，亥U 蚀出宽度为3ym，深度为3ym的槽，去胶，去刻蚀掩膜后，清洗成光片；
[0018] S7、磁控瓣射一层2000A的Ti膜作为ICP刻蚀掩膜，涂胶光刻，进行ICP刻蚀，形 成源区接触，去胶，去刻蚀掩膜后，清洗成光片；
[0019] S8、采用干氧工艺在1150°C下制备厚度为100皿的槽栅介质Si化，然后在1050°C， 馬氛围下进行退火，降低SiO2薄膜表面的粗趟度；
[0020] S9、在淀积温度为600-650°C，淀积压强为60-80Pa，反应气体为硅烷和磯化氨，载 运气体为氮气的条件下，采用低压热壁化学汽相淀积法在槽栅介质Si〇2上淀积polySi层 后，涂化光刻，刻蚀ploySi层，形成多晶娃，最后去化，清洗；
[0021] S10、在器件表面淀积一层场氧或者SisNjl，形成纯化层后，涂胶光刻，腐蚀纯化 层开电极接触孔，最后去胶，清洗；。
[0022] S11、采用电子束蒸发Ti/Ni/Au制作正面栅，源极，然后涂胶光刻，金属腐蚀形成 正面栅，源电极接触图形，在温度为1050°C，Ar气氛围中快速退火3min后，去胶，清洗。
[0023] 优选的，所述步骤S1的工艺条件是；温度为1600。压力为lOOmbar，反应气体采 用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氨气，渗杂源采用液态氮气。
[0024] 优选的，所述步骤S2的工艺条件是：注入能量为900KeV和45化eV，对应的剂量为 2 X1〇12畑1-2、1. 2X10"cm-2,注入深度为 1. 0Um。
[0025] 优选的，所述步骤S3的工艺条件是；温度为1600。压力为lOOmbar，反应气体采 用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氨气，渗杂源采用液态氮气。
[0026] 优选的，所述步骤S4中外延生长工艺条件是；温度为1600。压力为lOOmbar，反 应气体采用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氨气，渗杂源采用=甲基侣；步骤S5中的工艺条 件为；温度为1600°C，压力为lOOmbar，反应气体采用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氨气，渗 杂源采用液态氮气；步骤S6的工艺条件为JCP线圈功率850W，源功率100W，反应气体SFe 和化分别为48sccm和12sccm;步骤S7的工艺条件为；ICP线圈功率850W，源功率100W，反 应气体SFg和02分别为48sccm和12sccm。
[0027] 本发明具有W下有益效果：
[0028] 提出了一种带有双区浮动结的碳化娃UM0S阳T器件，在传统的碳化娃UM0S阳T器 件的N-漂移区基础上增加了双区浮动结，且浮动结上半部分渗杂浓度比下半部分渗杂浓 度高，该样即保护了沟槽底部的拐角的提前击穿，同时也提高了器件的击穿电压，同时与普 通浮动结碳化娃UM0S阳T器件相比，双区浮动结碳化娃UM0S阳T器件不会引入额外的工艺 步骤，为在工艺上实现提供了方便。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的结构示意图；
[0030] 图2为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S1 的示意图。
[0031] 图3为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S2 的示意图。
[0032] 图4为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S3 的示意图。
[0033] 图5为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S4 的示意图。
[0034] 图6为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S5 的示意图。
[00巧]图7为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S6 的示意图。
[0036] 图8为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃UM0SFET器件的利记博彩app中步骤S7 的示意图。
[0037] 图9为本发明实施例带有双区浮动结的碳化娃