[发明专利]一种基于浅源极区注入制备碳化硅功率器件的方法

说明书

本发明公开了一种基于浅源极区注入制备碳化硅功率器件的方法，包括以下步骤：S1：在N‑外延层刻蚀对准标记；S2：使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区；所述步骤S2中在使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区时，整个有源区均有注入。本发明通过Al离子注入的时候，对浅沟道区内的整个有源区进行操作，使得功率器件的制备过程更加稳定，并且制备功率器件的良品率也能够得到极大的提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体是一种基于浅源极区注入制备碳化硅功率器件的方法。

背景技术

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管以其耐高温、工作频率高和功率损耗低等优势，具有广泛的应用前景。目前碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管由于主要在功率场合中应用，即其既要承担高的反向耐压，又要有足够的电流能力，所以通常采用垂直型双扩散场效应晶体管（VDMOS）结构。而这一器件结构通常又根据栅介质的形状区分为平面栅和沟槽栅器件。

碳化硅的平面栅VDMOS由于结构简单工艺相对容易，而成为商业化程度最高的一种碳化硅功率开关器件。沟槽栅VDMOS则由于其结构优势能够轻易实现高的功率密度和低导通电阻，但其沟槽结构对工艺要求较高。这两种器件在制造过程中由于传统的光刻-注入工艺中存在光刻误差等工艺偏差的问题，会导致器件的良率大大降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术制造过程中的光刻误差导致掺杂结构尺寸偏差较大，从而导致制备工艺稳定性较差的不足，提供了一种基于浅源极区注入制备碳化硅功率器件的方法，通过浅沟道区和JEFT区的全有源区的注入，有效的提高了器件制备的良率和稳定性。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种基于浅源极区注入制备碳化硅功率器件的方法，包括以下步骤：

S1：在N-外延层刻蚀对准标记；

S2：使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区；

所述步骤S2中在使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区时，整个有源区均有注入。

目前，碳化硅的应用，在功率器件材料中占比正在逐步提升。碳化硅可以通过热氧直接在其表面生成高质量的二氧化硅绝缘层，适用于制作功率器件。在功率器件的制备过程中，先在N-外延层刻蚀对准标记，通过刻蚀对准标记的方式确定各区域的具体分划位置，使得制备过程中能够有效的找准加工位置，避免错误定位带来的误差，在刻蚀对准标记后进行光刻，光刻主要是将掩膜上的几何图形转移到涂在半导体晶片表面的敏光薄层材料上的工艺，这些几何图形直接确定了功率器件上的各个区域。随着功率器件性能要求越来越高，沟道尺寸越来越小(亚微米级)，光刻设备和光刻工艺也在不断地提高。更高的分辨率、更深的聚焦深度以及更大的曝光范围一直面临着不同的挑战。

目前现有技术在进行功率器件的制备的时候，通常采用光刻-注入的生产工艺制程，这样虽然能够减轻加工难度，但是由于不同步骤的光刻间存在亚微米级的基本误差，即导致器件最终结构上产生了偏差，造成较低的良品率，不利于原材料的节约，也不利于产品生产；本发明中，使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区的时候，是进行整个有源区的离子注入，能够有效的达到Al离子的大面积均匀分布，这样能够极大地降低因为光刻误差导致的掺杂结构偏差，提高了器件制备工艺的稳定性；本发明通过Al离子注入的时候，对浅沟道区内的整个有源区进行操作，使得功率器件后续的制备过程更加稳定，并且制备功率器件的良品率也能够得到极大的提高；本发明中，在使用光刻和Al离子注入形成浅沟道区时，整个有源区均有注入，注入Al离子后形成P区，而有源区的整体注入能够避免光刻注入产生的几何偏差问题，从而提高工艺稳定性和产品良率，而且采用全有源区的注入方式还能够有效的降低沟道区的宽度，从而使得产品性能中器件的导通电阻得到降低。

进一步的，在所述步骤S2后，还包括以下步骤：

S3：在有源区的源区和JEFT区通过光刻和N离子注入形成；

其中，浅沟道区注入的离子类型与步骤S3中的离子类型能够互相中和。