[发明专利]一种耗尽型功率场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供一N++型半导体衬底，于该N型半导体衬底表面外延N-型漂移区；

2）通过离子注入及退火工艺于所述N-型漂移区表面形成包括依次层叠的磷掺杂层、硼掺杂层及锑掺杂层的N型耗尽层；

3）于所述N-型漂移区表面形成栅氧层及多晶硅层，并通过光刻工艺形成栅极结构；

4）采用自对准工艺于所述栅极结构的侧面进行P型离子注入，并进行高温退火使所述P型离子于所述栅极结构及N型耗尽层下方向前推进，形成P阱；

5）通过离子注入工艺及退火工艺于所述P阱中形成与所述N型耗尽层相连的N+型源区；

6）通过离子注入及退火工艺于所述P阱及N+型源区之间形成P+型接触区；

7）于上述结构表面形成介质层；

8）通过光刻工艺于所述介质层及其下方刻出电极制备区域，以露出所述N+型源区、P+型接触区以及P阱；

9）于所述电极制备区域中及介质层表面沉积金属电极，使所述金属电极同时与所述N+型源区、P+型接触区以及P阱连接。

2.根据权利要求1所述的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤2）中的离子注入包括以下步骤：

2-1）进行锑离子注入，注入剂量为1e13~9e13，注入能量为30~70KeV；

2-2）进行硼离子注入，注入剂量为5e11~5e12，注入能量为10~30KeV；

2-3）进行磷离子注入，注入剂量为4e11~6e11，注入能量为80～120KeV；

2-4）进行磷离子注入，注入剂量为2e11~4e11，注入能量为150~250KeV。

3.根据权利要求2所述的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤2）中的离子注入包括以下步骤：

2-1）进行锑离子注入，注入剂量为4.5e13，注入能量为50KeV；

2-2）进行硼离子注入，注入剂量为1e12，注入能量为20KeV；

2-3）进行磷离子注入，注入剂量为5e11，注入能量为100KeV；

2-4）进行磷离子注入，注入剂量为3e11，注入能量为180KeV。

4.根据权利要求2或3所述的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤2-1）中离子注入的角度为0~5度；步骤2-2）中离子注入的角度为0~5度；步骤2-3）中离子注入的角度为5~10度；步骤2-1）中离子注入的角度为5~10度。

5.根据权利要求1所述的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤4）中的离子注入包括以下步骤：

4-1）进行硼离子注入，注入剂量为1e13~5e13，注入能量为150~200KeV；

4-2）进行硼离子注入，注入剂量为1e13~5e13，注入能量为200~350KeV。

6.根据权利要求5所述的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤4-1）中离子注入的角度为0~5度；步骤4-2）中离子注入的角度为0~5度。

7.一种耗尽型功率场效应晶体管，其特征在于，包括：

N++型半导体衬底；

N-型漂移区，结合于所述N++型半导体衬底表面；

P阱，形成于所述N-型漂移区表面；

N+型源区，形成于所述P阱中；

P+型接触区，形成于所述P阱及所述N+型源区之间；

N型耗尽层，形成于所述N-型漂移区表面且连接于所述N+型源区，包括依次层叠的磷掺杂层、硼掺杂层及锑掺杂层；

栅极结构，结合于所述N-型漂移区表面；

介质层，结合于所述栅极结构及N-型漂移区表面；

电极制备区域，贯穿所述介质层及下方的N+型源区、P+型接触区；

金属电极，覆盖于所述电极制备区域及所述介质层表面，同时连接所述N+型源区、P+型接触区及P阱。

8.根据权利要求7所述的耗尽型功率场效应晶体管，其特征在于：所述锑掺杂层的掺杂浓度为1e13~9e13atom/cm³。

9.根据权利要求7所述的耗尽型功率场效应晶体管，其特征在于：所述栅极结构包括结合于所述N-漂移区表面的栅氧层及结合于所述栅氧层表面的多晶硅层。

10.根据权利要求7所述的耗尽型功率场效应晶体管，其特征在于：所述N++型半导体衬底及所述N-型漂移区的材料为硅。