[发明专利]一种具有部分高掺杂沟道4H-SiC金半场效应管的制备方法

权利要求书

1.一种具有部分高掺杂沟道4H-SiC金半场效应管的制备方法， 其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)对4H-SiC半绝缘衬底(1)进行清洗，以去除衬底表面 污物；

步骤2)在4H-SiC半绝缘衬底(1)上外延生长0.5μm厚的SiC 层，同时经乙硼烷B₂H₆原位掺杂，形成浓度为1.4×10¹⁵cm^-3的P型缓 冲层(2)；

步骤3)在P型缓冲层(2)上外延生长0.4μm-0.5μm厚的SiC 层，同时经N₂原位掺杂，形成浓度为3×10¹⁷cm^-3的N型沟道层(3)；

步骤4)在N型沟道层(3)上外延生长0.2μm厚的SiC层，同 时经N₂原位掺杂，形成浓度为2.0×10¹⁹cm^-3的N⁺型帽层；

步骤5)在N⁺型帽层上依次进行光刻和隔离注入，形成隔离区和 有源区；

步骤6)对有源区依次进行源漏光刻、磁控溅射、金属剥离和高 温合金，形成0.5μm长的源电极(6)和漏电极(7)；

步骤7)对源电极(6)和漏电极(7)之间的N⁺型帽层进行光刻、 刻蚀，形成凹沟道区域，即左侧沟道(8)和右侧沟道(9)；

步骤8)在凹沟道上依次进行光刻和隔离注入，对凹沟道区域正 下方N型沟道区域进行重掺杂，形成沟道重掺杂区域(11)；

步骤9)对源电极(6)和漏电极(7)之间距离源极帽层内侧0.5μm 的凹沟道进行光刻、刻蚀，刻蚀厚度为0.05μm，刻蚀长度为0.35μm， 形成栅区域；

步骤10)对栅区域进行光刻、磁控溅射和金属剥离，形成0.7μm 长的栅区域(10)；

步骤11)对所形成的4H-SiC金属半导体场效应晶体管表面进行 钝化、反刻，形成电极压焊点，完成器件的制作。

2.根据权利要求1所述的一种具有部分高掺杂沟道4H-SiC金半 场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的清洗过程为：

a、用蘸有甲醇的棉球将衬底仔细清洗两、三次，以除去表面各 种尺寸的SiC颗粒；

b、将4H-SiC半绝缘衬底(1)在H₂SO₄:HNO₃＝1:1中超声5分钟；

c、将4H-SiC半绝缘衬底(1)在1#清洗液中煮沸5分钟，1#清 洗液为NaOH:H₂O₂:H₂O＝1:2:5，然后去离子水冲洗5分钟后再放入2# 清洗液中煮沸5分钟，2#清洗液为HCl:H₂O₂:H₂O＝1:2:7，最后用去离 子水冲洗干净并用N₂吹干备用。

3.根据权利要求1所述的一种具有部分高掺杂沟道4H-SiC金半 场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中P型缓冲层(2) 制备过程为：将4H-SiC半绝缘衬底(1)放入生长室中，然后向生长 室中通入流量为20ml/min的硅烷、10ml/min的丙烷和80l/min 的高纯氢气，同时通入2ml/min的B₂H₆，生长温度为1550℃，压强 为10⁵Pa，持续6min，完成掺杂浓度和厚度分别为1.4×10¹⁵cm^-3和 0.5μm的P型缓冲层(2)制作。