[发明专利]N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法，包括以下步骤：

（1）选用零微管的N型SiC衬底，其基平面位错为10⁴/cm^-3，衬底浓度2×10¹⁴～5×10¹⁴cm^-3，在该N型SiC衬底正面生长一层厚度为0.8～1.4μm，氮离子掺杂浓度为2×10¹⁵～7×10¹⁵cm^-3的N型外延层；

（2）在上述N型外延层中间区域进行P阱离子注入，注入杂质为氮离子，掺杂浓度为4×10¹⁷cm^-3；

（3）在P阱区中部进行剂量为1×10¹⁴～5×10¹⁴cm^-2、能量为100～200Kev的重掺杂P⁺离子注入，形成体接触区；

（4）在P阱区内侧两边用氮离子进行剂量2×10¹⁴～1×10¹⁵cm^-2、能量为80～200Kev的发射极N⁺离子注入，形成发射极区；

（5）在N型SiC衬底背面进行剂量为8×10¹³～4×10¹⁴cm^-2、能量为250～450Kev的集电极P⁺注入，形成集电极区；

（6）将上述N型SiC衬底置于1650～1750℃下，进行8～14分钟的高温退火，激活所有注入杂质；

（7）在上述处理后的N型SiC衬底正面生长厚度为50～100nm的氧化层，并光刻、刻蚀出栅氧化层；

（8）在栅氧化层上用低压化学气相法淀积多晶硅并刻蚀出多晶硅栅；

（9）引出电极：

在长有栅氧化层与多晶硅栅的N型SiC衬底的体接触区上面依次淀积Ti、Al、Ni，接着在发射极区上面依次淀积Ti、Ni，引出发射极；

在多晶硅栅上依次淀积Ti、Au，引出栅极；

在衬底背面依次淀积Ti、Al、Ni，引出集电极；

（10）将上述衬底在900℃下进行金属烧结3～6分钟，形成良好接触。

2.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管方法，其特征在于所述步骤（1）中生长的N型外延层，其生长工艺条件是：温度为1600℃，压力为100mbar，反应气体采用硅烷和丙烷，载运气体采用纯氢气，掺杂源采用液态氮气。

3.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于所述步骤（2）中的P阱区注入，其工艺条件为：在600℃的环境温度下进行三次氮离子注入，先后注入的剂量为9.8×10¹¹cm^-2、7×10¹¹cm^-2、4.9×10¹¹cm^-2，。其对应的能量分别为520keV、300keV、150keV。

4.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于所述步骤（7）中的氧化层生长，其工艺条件是：干氧氧化温度1200℃，湿氧氧化温度950℃。

5.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于所述步骤（8）的低压化学气相淀积，是在80～200Pa压强下淀积厚度为2～5μm多晶硅。

6.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于步骤（9）所述的在长有栅氧化层与多晶硅栅的N型SiC衬底的体接触区上面依次淀积Ti、Al、Ni，其厚度分别为33nm、167nm、50nm。

7.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于步骤（9）所述的在发射极区上面依次淀积Ti、Ni，其厚度分别为50nm、100nm。

8.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于步骤（9）所述的在多晶硅栅上依次淀积Ti、Au，其厚度分别为50nm、100nm。

9.根据权利要求1所述的N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管制备方法，其特征在于步骤（9）所述的在衬底背面依次淀积Ti、Al、Ni，其厚度分别为33nm、167nm、100nm。