一种碳化硅纵向绝缘栅双极型晶体管及制备方法与流程

文档序号:12066052阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种碳化硅纵向绝缘栅双极型晶体管,包括栅极金属(1)、绝缘栅(2)、发射极接触金属(3)、阱接触区(4)、发射区(5)、阱区(6)、漂移层(7)、缓冲层(8)、抽出层(9)、集电极注入区(10)和集电极接触金属(11),其特征在于:

所述抽出层(9)设置在所述集电极注入区(10)内部,所述抽出层(9)四周与所述集电极注入区(10)相连,且所述抽出层(9)的顶端与所述缓冲层(8)的底部相连,所述抽出层(9)的底部与所述集电极接触金属(11)的顶部相连。

2.如权利要求1所述晶体管,其特征在于,所述集电极接触金属(11)厚度为300nm。

3.如权利要求1所述晶体管,其特征在于,所述的集电极接触金属(11)为Ti/Al合金。

4.一种碳化硅纵向绝缘栅双极型晶体管制作方法,其特征在于,包括:

在N+碳化硅衬底上外延生长厚度为20~25μm的过渡层;所述过渡层的生长条件为:温度为1600℃,压力100mbar,反应气体包括硅烷和丙烷,载运气体为纯氢气;

在所述过渡层上外延生长厚度为120~130μm、氮离子掺杂浓度为2×1014cm-3的漂移层;所述漂移层的生长条件为:温度为1600℃,压力100mbar,反应气体包括硅烷和丙烷,载运气体为纯氢气,杂质源为液态氮气;

在所述漂移层上外延生长厚度为1~2μm、氮离子掺杂浓度1×1017cm-3的缓冲层;所述缓冲层的生长条件为:温度为1600℃,压力100mbar,反应气体包括硅烷和丙烷,载运气体为纯氢气,杂质源为液态氮气;

在所述缓冲层上外延生长厚度为1~5μm、铝离子掺杂浓度1×1017~1×1018cm-3的抽出层;所述抽出层的生长条件为:温度为1600℃,压力100mbar,反应气体包括硅烷和丙烷,载运气体为纯氢气,杂质源为三甲基铝;

在所述抽出层上进行第一次离子注入,形成集电极注入区;所述第一次离子条件为:注入杂质为铝离子,深度为0.9~1.5μm,掺杂浓度5×1018cm-3,注入温度650℃;

使用化学机械抛光去除N+碳化硅衬底及过渡层;

在所述漂移区上未进行集电极注入区离子注入的一面进行第二次离子注入,形成P型阱区;所述第二次离子条件为:注入杂质为铝离子,深度为0.9μm,掺杂浓度5×1017cm-3,注入温度650℃;

在所述P型阱区内进行第三次离子注入,形成p+阱接触区;所述第三次离子条件为:注入杂质为铝离子,深度为0.15μm,掺杂浓度1×1020cm-3,注入温度650℃;

在所述P型阱区内进行第四次离子注入,形成n+发射区;所述第四次离子条件为:注入杂质为氮离子,深度为0.15μm,掺杂浓度1×1019cm-3,注入温度650℃;

对碳化硅片正面进行干氧氧化,形成50nm~100nm的二氧化硅隔离介质作为绝缘栅;所述干氧氧化温度为1200℃。

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