[发明专利]一种SiC沟槽MOSFET及其制造工艺

说明书

本发明涉及功率器件技术领域，具体涉及一种SiC沟槽MOSFET及其制造工艺，旨在解决现有技术中因SiC硬度过高，高温推结对掺杂杂质的再分布基本无效果形成的缺陷，其技术要点在于：选用SiC晶圆衬底，并在所述晶圆衬底外延上进行P‑well的注入。淀积第一层掩膜，在晶圆外延表面注入N+Source；去除第一层掩膜，淀积第二层掩膜，并进行P+注入。去除第二层掩膜，然后进行高温退火；淀积第三层掩膜，通过刻蚀打开所述第三层掩膜，并进行栅氧氧化形成栅氧化层及多晶沉积。上述一种SiC沟槽MOSFET制造工艺，先进行掺杂，然后在进行栅氧与多晶的制造，因沟道为垂直结构，对光刻精度要求较低，制造工艺步骤较少，且有效地降低了制造过程的复杂程度。

技术领域

本发明涉及功率器件技术领域，具体涉及一种SiC沟槽MOSFET制造工艺。

背景技术

碳化硅(SiC)属于第三代半导体材料，具有1X1共价键的硅和碳化合物，其莫氏硬度为13，仅次于钻石(15)和碳化硼(14)。SiC在天然环境下非常罕见，最早是人们在太阳系刚诞生的46亿年前的陨石中，发现了少量这种物质，所以它又被称为“经历46亿年时光之旅的半导体材料”。

SiC作为半导体材料具有优异的性能，尤其是用于功率转换和控制的功率元器件。与传统硅器件相比可以实现低导通电阻、高速开关和耐高温高压工作，因此在电源、汽车、铁路、工业设备和家用消费电子设备中倍受欢迎。

目前SiC通过人工合成可以制造，其也通常应用于沟槽MOSFET的制造，但是由于其材质异常坚硬，制作沟槽MOSFET器件时，高温推结对掺杂杂质的再分布基本无效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中因SiC硬度过高，制作沟槽MOSFET器件时，高温推结对掺杂杂质的再分布基本无效果形成的缺陷，从而提供一种SiC沟槽MOSFET制造工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种SiC沟槽MOSFET制造工艺，包含以下步骤：

S1：选用SiC晶圆衬底，并在所述晶圆衬底外延上进行P-well的注入。

S2：淀积生长第一层掩膜，并刻蚀第一层掩膜，然后注入N+source；

S3：去除第一层掩膜，淀积生长第二层掩膜，并进行P+注入。

S4：去除第二层掩膜，然后进行高温退火，以激活掺杂；

S5：淀积生长第三层掩膜，通过刻蚀打开所述第三层掩膜，再进行刻蚀，形成沟槽结构并进行栅氧氧化形成栅氧化层及多晶沉积。

S6：对多晶硅进行光刻、刻蚀，保留沟槽内的多晶硅。

S7：在晶圆外延上进行金属层的生长、光刻及刻蚀形成源极及栅极。

S8：制作背面金属。

在本申请的一些实施方式中，所述第一层掩膜为氧化硅-氮化硅-氧化硅结构的硬掩膜板，第一层掩膜淀积完成后，通过干法刻蚀去除第一层掩膜沟槽处的硬掩膜，注入形成源区N+source。

在本申请的一些实施方式中，所述栅氧化层的形成是通过以下步骤实现的：在晶圆外延生长牺牲氧化膜，刻蚀去除牺牲氧化膜，在沟槽区的沟槽壁形成栅氧化层。

在本申请的一些实施方式中，所述金属层的生长是通过铝溅射得到的。

本申请还提供了一种SiC沟槽MOSFET，使用上述所述一种SiC沟槽MOSFET制造工艺制造得到。

本申请所提供的一种SiC沟槽MOSFET制造工艺，制造过程中，先进行掺杂，然后在进行栅氧与多晶的制造，因沟道为垂直结构，对光刻精度要求较低，制造工艺步骤较少，且有效地降低了制造过程的复杂程度。