[发明专利]一种碳化硅功率器件及其加工制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅功率器件，其特征在于：包括碳化硅衬底(10)和完全覆盖在其上表面的碳化硅外延层(11)，所述碳化硅外延层(11)的层中隐埋有P型掺杂区(12)，所述P型掺杂区(12)中隐埋有N型导电区(13)，所述碳化硅外延层(11)的上表面设有用于连接各个P型掺杂区(12)和N型导电区(13)的氧化层(15)，所述碳化硅外延层(11)上还设有完全覆盖氧化层(15)和碳化硅上表面的源极，所述氧化层(15)内部设有栅极(16)，所述碳化硅衬底(10)的下表面完全覆盖有漏极(20)，所述碳化硅外延层(11)中的JFET区中设有结势垒肖特基二极管(14)。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件，其特征在于，所述源极的上表面设有钝化层(19)，所述钝化层(19)从上至下依次分为第一钝化膜(17)和第二钝化膜(18)；所述第一钝化膜(17)为氧化物并且所述第一钝化膜(17)厚度不大于0.1微米，所述第二钝化膜(18)为聚酰亚胺并且所述第二钝化膜(18)的厚度在0.3～2微米之间。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅功率器件，其特征在于，所述P型掺杂区(12)的注入深度在0.3～2.5微米之间，所述N型导电区(13)的注入深度在0.15～1.25微米之间，所述JFET区的注入深度在0.15～1.25微米之间。

4.一种碳化硅功率器件的加工制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用高温气相沉积法制备碳化硅晶锭(9)；

S2，对碳化硅晶锭(9)进行整形并获得碳化硅晶棒；

S3，对碳化硅晶锭(9)进行切片并获得碳化硅晶片；

S4，对碳化硅晶片依次进行研磨、抛光、检测和清洗，从而获得碳化硅衬底(10)；

S5，通过化学气相沉积法在碳化硅衬底(10)的上表面上制备碳化硅外延层(11)，从而获得碳化硅晶圆(21)；

S6，对碳化硅晶圆(21)进行清洗，在碳化硅外延层(11)上制备二氧化硅薄膜，在二氧化硅薄膜上通过光刻方式将图形转移到二氧化硅薄膜上；

S7，通过离子注入机向碳化硅晶圆(21)中注入铝离子用以形成P型掺杂区(12)，然后对碳化硅晶圆(21)进行退火来激活注入其中的铝离子；

S8，移除碳化硅晶圆(21)上的二氧化硅薄膜；

S9，通过离子注入机向P型掺杂区(12)注入氮离子用以形成漏极(20)和源极的N型导电区(13)，然后对碳化硅晶圆(21)进行退火来激活注入P型掺杂区(12)的氮离子；

S10，在JFET区制备结势垒肖特基二极管(14)；

S11，在源极和漏极(20)之间制备栅极(16)；

S12，在碳化硅晶圆(21)的上表面制备钝化层(19)；

S13，在钝化层(19)上钻孔并溅射金属用以形成漏源电极；

S14，对成品进行封装。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅功率器件的加工制造方法，其特征在于：在所述S1中，首先将碳化硅籽晶(8)固定在反应器(7)内部顶端的夹具(3)上，然后启动所述夹具(3)所在联结杆(2)位于反应器(7)外部的驱动装置(1)，使得联结杆(2)在垂直方向上产生位移并以自身中轴线为轴产生旋转，然后启动所述反应器(7)外部的线圈(4)，从而使得反应器(7)内部产生从上至下温度均匀递增的温度梯度，然后将反应气体和载气气体从反应器(7)底部通入；

在所述S5中，将碳化硅衬底(10)固定在反应器(7)内部顶端的夹具(3)上，然后启动所述夹具(3)所在联结杆(2)位于反应器(7)外部的驱动装置(1)，使得联结杆(2)在垂直方向上产生位移并以自身中轴线为轴产生旋转，然后启动所述反应器(7)外部的线圈(4)，从而使得反应器(7)内部产生从上至下温度均匀递增的温度梯度，然后将反应气体和载气气体从反应器(7)底部通入。