[发明专利]一种集成SBD结构的单侧MOS型器件制备方法

说明书

本发明公开了一种集成SBD结构的单侧MOS型器件制备方法，通过引入特殊角度沟槽制备工艺，倾斜角度单侧离子注入工艺，与欧姆工艺兼容的肖特基金属工艺，实现了集成SBD结构的SiC沟槽MOSFET器件的制备。本发明将碳化硅SBD结构集成在碳化硅沟槽型MOSFET器件中，可以很好的实现反向续流功能，减小MOSFET器件反向恢复时间，可以有效降低碳化硅电力电子器件的应用成本。同时本发明还结合了特殊晶面刻蚀的单侧高迁移率沟槽结构，可以在提高沟道迁移率的同时，缩小原胞尺寸，提高器件导通能力。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种集成SBD结构的单侧MOS型器件制备方法。

背景技术

碳化硅材料作为第三代半导体材料，相对与传统的硅和砷化镓材料，具有禁带宽度大、击穿电场强度场高、饱和漂移速度大及热导率大等一系列优越性能。基于碳化硅材料独特的材料特性，其在高频、大功率、高压和耐高温电力电子器件领域具有巨大的应用优势。在高端性能的开关电源、新能源动力汽车以及轨道交通方面，碳化硅基场效应晶体管(MOSFET)器件具有巨大的应用优势，其可以有效的降低系统尺寸、重量以及对高温高压工作的需求。

在碳化硅MOSFET器件应用中，通常需要匹配一个碳化硅SBD实现续流作用，该方案使得器件应用成本升高。因此实现碳化硅MOSFET器件中集成SBD结构，采用一个芯片实现原有功能，能够有效降低器件应用成本。在碳化硅MOSFET器件结构中，沟槽结构可以有效提高器件电流密度，缩小芯片面积，因此制备集成SBD结构的SiC沟槽MOSFET器件具有重要应用意义。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种集成SBD结构的单侧MOS型器件制备方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种集成SBD结构的单侧MOS型器件制备方法，包括以下步骤：

(1)在外延层上，通过生长介质掩膜、光刻、刻蚀和离子注入工艺，形成多个P-Well离子注入区、N+离子注入区和P+离子注入区；

(2)在外延层上通过生长掩膜介质、光刻、干法刻蚀、表面氧化和选择性腐蚀工艺，形成倾斜角沟槽；

(3)基于步骤S2的掩膜介质，通过倾斜角度离子注入，形成P+注入区；

(4)通过碳化硅表面保护层、高温退火离子激活、牺牲氧化、湿法腐蚀、栅介质氧化和退火工艺，生长栅氧介质；

(5)通过LPCVD生长原位掺杂多晶硅填充沟槽，然后通过退火激活、平整化、光刻和刻蚀工艺，形成多晶硅栅电极；

(6)通过光刻、金属化和剥离工艺，形成正面和背面的欧姆金属，并通过高温退火与碳化硅形成欧姆接触；

(7)通过光刻、金属化和剥离工艺，形成正面肖特基金属，并通过肖特基退火形成肖特基接触，完成集成SBD结构和SiC沟槽的MOS型器件制备。

有益效果：本发明将碳化硅SBD结构集成在碳化硅MOSFET器件中，可以很好的实现反向续流功能，减小MOSFET器件反向恢复时间，可以有效降低碳化硅电力电子器件的应用成本。同时本发明还结合了特殊晶面刻蚀的单侧高迁移率沟槽结构，可以在提高沟道迁移率的同时，缩小原胞尺寸，提高器件导通能力。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中步骤1的示意图；

图2是本发明具体实施方式中步骤2的示意图；

图3是本发明具体实施方式中步骤3的示意图；

图4是本发明具体实施方式中步骤4的示意图；

图5是本发明具体实施方式中步骤5的示意图；

图6是本发明具体实施方式中步骤6的示意图；