[发明专利]耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件的制备方法及其结构

说明书

本发明涉及一种耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件的制备方法及其结构，包括以下步骤：在SiC衬底上生长N‑漂移层；在所述N‑漂移层内制备P阱；在所述P阱内制备N+源区和P+接触区；依次制备第一隔离介质层、栅极和第二隔离介质层；在所述N+源区和所述P+接触区表面制备欧姆接触孔；在所述欧姆接触孔中制备源极欧姆接触金属层；在所述源极欧姆接触金属层和所述第二隔离介质层上制备源极铜石墨烯电极；在所述SiC衬底背面依次制备漏极欧姆接触金属层和漏极电极，最终形成所述耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件。在本实施例中，通过磷离子注入结合低温氧化对界面形成磷钝化的效果，源极电极采用铜石墨烯复合材料，提高了器件耐高温的性能降低了器件的功耗。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件的制备方法及其结构。

背景技术

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。SiCMOSFET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。

对于SiCMOSFET功率器件的电极制作，电极因为成本等因素考量，器件往往采用Al制作电极。而为了改善大电流下的电迁移特性，高品质的器件往往在制作Al电极时掺入少量的Cu；而同时，为了提高电极的电导率，还掺入少量的Ag。

作为一种功率器件，SiCMOSFET功率器件的可靠性非常重要。这种掺入了多种金属元素的Al电极在受到水汽侵入时，有时会发生电偶腐蚀现象，导致器件电极的失效，而且该金属电极在高温情况系会出现电极溶化情况，严重制约着SiC功率器件的发展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种耐高温低功耗MOSFET的制备方法及其结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件的制备方法，包括以下步骤：

在SiC衬底上生长N-漂移层；

在所述N-漂移层内制备P阱；

在所述P阱内制备N+源区和P+接触区；

在包括所述N+源区和所述P+接触区的所述P阱以及所述N-漂移层上依次制备第一隔离介质层、栅极和第二隔离介质层；

在所述N+源区和所述P+接触区表面制备欧姆接触孔；

在所述欧姆接触孔中制备源极欧姆接触金属层；

在所述源极欧姆接触金属层和所述第二隔离介质层上制备源极铜石墨烯电极；

在所述SiC衬底背面制备漏极欧姆接触金属层；

在所述漏极欧姆接触金属层表面制备漏极电极，最终形成所述耐高温低功耗的SiC MOSFET功率器件。

在本发明的一个实施例中，在所述P阱内制备N+源区和P+接触区之后，还包括：

利用离子注入工艺在包括所述N+源区和所述P+接触区的所述P阱以及所述N-漂移层表面注入磷离子形成磷盖层。

在本发明的一个实施例中，所述磷离子的注入能量为50keV，剂量大于10¹⁴cm^-2。

在本发明的一个实施例中，在包括所述N+源区和所述P+接触区的所述P阱以及所述N-漂移层上制备第一隔离介质层，包括：