[发明专利]一种耗尽型功率场效应晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种场效应晶体管及其制备方法，特别是涉及一种耗尽型功率场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

功率晶体管一般用于控制功率电子器件合理工作，通过功率电子器件为负载提供大功率的输出。功率晶体管已广泛用于控制功率输出，高频大功率晶体管的应用电子设备的扫描电路中，如彩电，显示器，示波器，大型游戏机的水平扫描电路，视放电路，发射机的功率放大器等，亦广泛地应用到例如对讲机，手机的射频输出电路，高频振荡电路和高速电子开关电路等电路中。

在现有的耗尽型功率场效应晶体管的制作方法中，一般是先在漂移区表面通过磷或者砷离子注入形成N型耗尽层，然后制作栅极并通过自对准工艺进行P型离子注入及高温推进工艺制作P阱，由于由磷或者砷形成的N型耗尽层在P阱向栅极下方扩散高温推进时非常容易被反型而被P阱覆盖，因此，在形成所述N型耗尽层时，磷或砷的离子浓度要求较高，N型耗尽层的宽度也要求较大，从而导致在晶体管在栅极添加负电压时也难以迅速关闭，影响晶体管的正常工作。

美国专利US005472888A中介绍了一种耗尽型功率场效应晶体管的制作方法，可以克服上述的缺陷，然而，其制作方法中需要增加特殊的步骤，如增加掩膜版的使用次数，增加离子注入的次数等，工艺较复杂，工艺成本较高，并不利于生产。

因此，提供一种工艺简单且有效克服现有的耗尽型功率场效应晶体管的制作方法各种缺陷的新工艺实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，用于解决现有技术中耗尽型功率场效应晶体管的制作方法工艺复杂，工艺成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种耗尽型功率场效应晶体管的制备方法，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。

作为本发明的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法的一种优选方案，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。

作为本发明的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法的一种优选方案，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。

作为本发明的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法的一种优选方案，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。

作为本发明的耗尽型功率场效应晶体管的制备方法的一种优选方案，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；