陕西半导体先导技术中心
陕西半导体先导技术中心成立于2017年5月，为适应国家产业发展战略需求，按企业化运营模式而成立的共性企业研发平台。主要致力于加快半导体前沿关键技术研发创新，推动以先进半导体器件和第三代半导体为核心的产业创新，服务于中国先进半导体的技术创新和成果转化。并建立半导体技术人才实习与培养的新一代体系，最终成为国家级半导体产业新技术和新工艺的推广转化基地。
摘要
【 中文摘要 】本发明公开了一种N沟道积累型SiC IEMOSFET器件及制作方法，主要解决现有技术中SiC IEMOSFET器件沟道电子迁移率低，导体电阻大的问题。其技术特点是：在已有的SiC IEMOSFET器件结构的基础上将注入形成的导电沟道层改为由外延形成的厚度为0.1μm～0.2μm，氮离子掺杂浓度为4×1016cm-3的N-外延积累层(6′)，该外延积累层(6′)横向位于左源区N+接触(4a)与右源区N+接触(4b)之间，纵向位于隔离介质(2)和JFET区域(8)之间。本发明具有沟道电子迁移率高，导通电阻低，功耗低的优点，可应用于汽车电子、电脑和通讯等领域。
【 英文摘要 】The invention discloses an N-channel accumulative SiC IEMOSFET (Implantation and Epitaxial Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) device and a manufacturing method thereof, which are mainly used for solving the problems of low channel electron mobility and large conductor resistance of the SiC IEMOSFET device in the prior art. The device is technically characterized in that : on the basis of the conventional SiC IEMOSFET device structure, a conducting channel layer formed by injecting is replaced by an N-epitaxial accumulation layer (6') of which the thickness is between 0.1 mum and 0.2 mum and the nitrogen ion dosage concentration is 4*10<16>cm<-3>; and the epitaxial accumulation layer (6') is transversely positioned between a left source region N<+> contact (4a) and a right source region N<+> contact (4b) and is longitudinally positioned between a separation medium (2) and a JFET (Junction Field Effect Transistor) area (8). The device has the advantages of high channel electron mobility, low on resistance and low energy consumption, and can be applied to the fields such as automobile electrons, computers, communications and the like.
【 用途 】
| 信息通信 | 其它信息通信类 | 通信领域 |
| 元器件 | 其它元器件 | n沟道积累型siciemosfet器件 |
| 电子电器 | 其它电子电器 | 车辆电子 |
| 计算控制 | 计算机 | 计算机 |
【 技术功效 】
| 技术功效句 | 使得载流子迁移率大幅增大; 从而抑制了注入工艺所带来的SiC和SiO2的接触界面粗糙、高晶格损伤、低激活率等一系列问题; 使得器件工作时的功耗降低; 工艺简单; 同时也降低了器件的导通电阻; 使得SiC和SiO2的界面粗糙度降低 |
| 技术功效短语 | 迁移率增大; 抑制接触界面; 粗糙一系列问题; 功耗降低; 工艺简单; 降低导通电阻; 粗糙度降低 |
| 技术功效1级 | 迁移率; 界面; 粗糙; 功耗; 复杂性; 电阻; 粗糙度 |
| 技术功效2级 | 迁移率提高; 界面降低; 粗糙; 功耗降低; 复杂性降低; 电阻降低; 粗糙度降低 |
| 技术功效3级 | 迁移率提高; 接触界面降低; 系列问题粗糙; 功耗降低; 工艺复杂性降低; 导通电阻降低; 粗糙度降低 |
| 技术功效TRIZ参数 | 19-能耗;36-系统的复杂性; |
【技术分类】
| 主分类号 | H01L29/78; H 电学 H01 电气元件 H01L 不包括在H10类目中的半导体器件（使用半导体器件的测量入G01；一般电阻器入H01C；磁体、电感器、变压器入H01F；一般电容器入H01G；电解型器件入H01G9/00；电池组、蓄电池入H01M；波导管、谐振器或波导型线路入H01P；线路连接器、汇流器入H01R；受激发射器件入H01S；机电谐振器入H03H；扬声器、送话器、留声机拾音器或类似的声机电传感器入H04R；一般电光源入H05B；印刷电路、混合电路、电设备的外壳或结构零部件、电气元件的组件的制造入H05K；在具有特殊应用的电路中使用的半导体器件见应用相关的小类） H01L29/00 专门适用于整流、放大、振荡或切换，并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的半导体器件；具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒，例如PN结耗尽层或载流子集结层的电容器或电阻器；半导体本体或其电极的零部件（H01L31/00至H01L33/00，H10K10/00，H10N优先；除半导体或其电极之外的零部件入H01L23/00；由在一个共用衬底内或其上形成的多个固态组件组成的器件入H01L27/00）〔2，6〕 *H01L29/66 按半导体器件的类型区分的[2006.01] **H01L29/68 只能通过对一个不通有待整流、放大或切换的电流的电极供给电流或施加电位方可进行控制的（H01L29/96优先）[2006.01] ***H01L29/76 单极器件[2006.01] ****H01L29/772 场效应晶体管[2006.01] *****H01L29/78 由绝缘栅产生场效应的[2006.01]
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| IPC分类号 | |
【行业分类】
| 国民经济行业分类 | 制造业 |
| 国民经济行业(主) | 制造业 |
| 新兴产业分类 | 电子核心产业 |
| 新兴产业(主) | 电子核心产业 |
| 知识密集型分类 | 信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业 |
| 学科分类 | 工程物理科学 |
| 清洁能源产业 | 风能产业太阳能产业水力发电产业智能电网产业 |
| 数字经济核心产业 | 数字产品制造业数字技术应用业数字要素驱动业 |
CN201110122219.5(当前专利)
申请号
| 代理机构 | 陕西电子工业专利中心 61205 |
| 代理人 | 王品华; 朱红星 |
| 申请语言 | 汉语 |
| 审查员 | 彭丽娟 |
1.一种制备N沟道积累型IEMOSFET的方法，包括以下顺序：
（1）在N+碳化硅衬底片上生长8～9μm氮离子掺杂的N 漂移层，掺杂浓度为1×1015cm 3～2×1015cm 3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为液态氮气；
（2）在氮离子掺杂的N 漂移层上进行多次铝离子选择性注入，形成深度为0.5μm,掺杂浓度为3×1018cm 3的P阱，注入温度为650℃；
（3）在整个碳化硅片正面外延生长厚度为0.4μm的铝离子掺杂的P 外延层，掺杂浓度为1×1015cm 3～1×1016cm 3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为三甲基铝；
（4）在p阱中间区域进行多次氮离子选择性注入，形成深度为0.4μm,掺杂浓度为1×1017cm 3的JFET区，注入温度为500℃；
（5）在整个碳化硅片正面外延生长0.1μm～0.2μm厚的氮离子掺杂的N 外延积累层，掺杂浓度为4×1016cm 3，外延温度为1570℃，压力为100mbar，反应气体是硅烷和丙烷，载运气体为纯氢气，杂质源为液态氮气；
（6）在氮离子掺杂的N 外延积累层上先进行多次氮离子选择性注入，形成深度为0.25μm,掺杂浓度为1×1019cm 3的N+源区，注入温度为500℃；再在氮离子掺杂的N 外延积累层上进行多次铝离子选择性注入，形成深度为0.5μm,掺杂浓度为1×1019cm 3的P+接触，注入温度为650℃；
（7）对整个碳化硅正面依次进行干氧氧化和湿氧氧化，形成50nm～100nm的SiO2隔离介质，干氧氧化温度为1200℃，湿氧氧化温度为950℃；
（8）在SiO2隔离介质上淀积形成200nm的磷离子掺杂的多晶硅栅，掺杂浓度为5×1019cm 3～1×1020cm 3，淀积温度为600～650℃，淀积压强为60～80Pa，反应气体为硅烷和磷化氢，载运气体为氦气；
（9）淀积300nm/100nm的Al/Ti合金，作为源极和漏极的接触金属层，并在1100±50℃温度下的氮气气氛中退火3分钟形成欧姆接触。
