.2 μ m，掺杂浓度为I X 119Cm 3的N+源区4 ;采用RCA清洗标准进行表面清洗，烘干后制作C膜保护；然后在1700?1750°C氩气氛围中进行离子激活退火10分钟。
[0059]在形成源区之后，还要在氮离子掺杂的N漂移层上进行多次铝离子选择性注入，注入温度为650°C，形成深度为0.2 μ m，掺杂浓度为2X 119Cm 3的P +欧姆接触区5，如图5所示。
[0060]其具体工艺过程可以包括:通过低压热壁化学气相沉积法在碳化硅片正面沉积一层厚度为0.2 μπι的S1Ji，然后再沉积厚度为I μπι的Al来作为P+接触区离子注入的阻挡层，通过光刻和刻蚀来形成P+接触注入区；在650°C的环境温度下对P +接触区进行两次Al离子注入，先后90keV、30keV的注入能量，将注入剂量为1.88 X 114Cm '3.8 X 114Cm 2的铝离子，注入到P+欧姆接触区注入区，形成深度为0.2 μ m，掺杂浓度为2 X 10 19cm 3的P +接触区5。
[0061]步骤130，对已形成所述源区的SiC外延片的外延表面在200°C下进行紫外线氧化；
[0062]具体的，氧化温度为200°C，时间为10分钟，形成薄氧层6，如图6所示。
[0063]采用紫外线低温氧化对外延层表面进行处理，可以有效的控制氧化厚度，实现可控的外延表面的薄层氧化，以便于对SiC界面进行预处理，使SiC外延片的表面进行预氧化，形成S1jP C的氧化物。其中C的氧化物包括CO和CO2，它们会以气态形式排出。因此SiC外延片的表面只留下薄层Si02。
[0064]步骤140，RCA清洗，使得在所述外延表面形成Si界面结构；
[0065]具体的，RCA清洗包括如下步骤:
[0066]A、将SiC外延置于90°C的SPM溶液中清洗15分钟，冲去离子水；
[0067]B、在DHF溶液中清洗30秒，冲去离子水；
[0068]C、在70 °C的SC I溶液中清洗1分钟，冲去离子水；
[0069]D、再在70°C的SC2溶液中清洗10分钟，冲去离子水，并甩干；
[0070]其中，所述SPM溶液为浓硫酸和过氧化氢的混合溶液；所述DHF溶液为浓度为0.5% -2%的氢氟酸溶液；所述SCl溶液为氨水、过氧化氢和去离子水的混合溶液；所述SC2为盐酸、过氧化氢和去离子水的混合溶液。
[0071]步骤150，将所述SiC外延片在300°C氧气气氛中进行等离子体增强化学气相淀积(PECVD)预处理，将所述外延表面的Si界面结构氧化成S12界面层；
[0072]具体的，将SiC外延片放入PECVD设备中，在300°C下通入氧气60秒，将所述外延表面氧化成l_2nm的S12W面层。
[0073]步骤160，在所述S12W面层上进行氧化淀积和退火，形成隔离介质层；
[0074]具体的，在形成l-2nm S12界面层之后，在300°C下通入氧气的状态下再通入硅烷，沉积10nm的3102隔离介质7，如图7所示。随后，在氧气气氛下，800°C退火60分钟。最后通过光刻、刻蚀3;102隔离介质7形成栅氧化层。
[0075]步骤170，制备多晶硅栅极；
[0076]具体的，用低压热壁化学气相沉积法在外延片表面沉积生长200nm的多晶硅，具体工艺条件可以是:温度为600-650 °C，压强为60-80Pa，反应气体采用硅烷和磷化氢，载运气体采用氦气。
[0077]然后通过光刻、刻蚀保留住栅氧化层上的多晶硅，形成掺杂浓度为5X 119Cm 3，厚度为200nm的多晶硅栅8，具体如图8所示。
[0078]步骤180，制备源极金属电极；
[0079]具体的，如图9所示，在N+以及P +欧姆接触区域沉积300nm/100nm的Al/Ti合金，形成源极金属电极9。
[0080]步骤190，制备漏极金属电极，形成垂直导电结构SiC MOSFETo
[0081]具体的，如图10所示。在衬底背面沉积300nm/100nm的Al/Ti合金作为漏极金属电极10。
[0082]最后，在1100±50°C温度下，氮气气氛中对样品退火3分钟形成电极的欧姆接触。由此形成垂直导电结构SiC MOSFETo
[0083]本发明所提供的方法，在栅氧淀积前，采用紫外线低温氧化对外延层表面进行处理，可以有效的控制氧化厚度，并通过RCA清洗使SiC界面出现完整的Si面结构。随后在O离子气氛下对SiC表面的Si界面结构进行预处理，氧化生成l_2nm的S12界面层，作为SiC与S12界面，能够与后续工艺制备的栅氧化层形成良好的界面接触，同时将界面的C原子氧化形成气体排出，由此解决了传统高温氧化工艺制备栅氧化层所带来的SiC和Si0j9接触界面中C原子络合物引起的界面态高，载流子迀移率低的问题，本发明提供的方法，能够有效的提高器件的性能。
[0084]专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0085]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0086]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种提高垂直导电结构SiC MOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述方法包括: 在N+SiC衬底上经过外延工艺形成MOSFET的N漂移区； 在N漂移区内经过注入工艺形成MOSFET的源区； 对已形成所述源区的SiC外延片的外延表面在200°C下进行紫外线氧化； RCA清洗，使得在所述外延表面形成Si界面结构； 将所述SiC外延片在30(TC氧气气氛中进行等离子体增强化学气相淀积PECVD预处理，将所述外延表面的Si界面结构氧化成S12界面层； 在所述S12W面层上进行氧化淀积和退火，形成隔离介质层； 制备多晶硅栅极和源、漏金属电极，从而形成所述垂直导电结构SiC MOSFETo2.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述对已形成所述源区的SiC外延片的外延表面在200°C下进行紫外线氧化具体为: 在200°C的氧气气氛中，SiC外延片的外延表面进行紫外线处理，使所述SiC外延片的表面进行预氧化，形成S1jP C的氧化物。3.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述将所述SiC外延片在300°C氧气气氛中进行PECVD预处理具体为: 将所述SiC外延片放入PECVD设备中，在300°C下通入氧气60秒，将所述外延表面氧化成l-2nm的S12W面层。4.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述在N+SiC衬底上经过外延工艺形成MOSFET的N漂移区具体为: 将所述N+SiC衬底置于外延设备中； 在1570°C，10mbar条件下进行外延层生长；其中，反应气体硅烷、丙烷，掺杂源为液氮； 持续一段反应时间，得到厚度为8-9 μ m，掺杂浓度为I X 115Cm 3_2 X 115Cm 3的氮离子掺杂的N外延层。5.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述注入工艺包括: N漂移区上进行铝离子选择性注入，注入温度为650°C，形成深度为0.5 μπι，掺杂浓度为 3Χ 118Cm 3的 P 阱； 在P阱区域内进行氮离子选择性注入，注入温度为650°C，形成深度为0.2 μπι，掺杂浓度为I X 119Cm 3的N+源区。6.根据权利要求5所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，在形成N+源区之后还包括: 在P阱区域内进行铝离子选择性注入，注入温度为650°C，形成深度为0.2 μπι，掺杂浓度为2 X 119Cm 3的P +欧姆接触区。7.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiCMOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述在所述S12W面层上进行氧化淀积和退火，形成隔离介质层具体为: 在300°C下通入氧气和硅烷，采用PECVD的方法在所述S12W面层之上淀积10nm的S12M ; 再在800°C的氧气气氛下进行退火，所述退火的时间为60分钟。8.根据权利要求1所述的提高垂直导电结构SiC MOSFET沟道迀移率的方法，其特征在于，所述RCA清洗具体包括: 将所述SiC外延置于90°C的SPM溶液中清洗15分钟，冲去离子水； 在DHF溶液中清洗30秒，冲去离子水； 在70°C的SCl溶液中清洗10分钟，冲去离子水； 再在70°C的SC2溶液中清洗10分钟，冲去离子水，并甩干； 其中，所述SPM溶液为浓硫酸和过氧化氢的混合溶液；所述DHF溶液为浓度为0.5% -2%的氢氟酸溶液；所述SCl溶液为氨水、过氧化氢和去离子水的混合溶液；所述SC2为盐酸、过氧化氢和去离子水的混合溶液。
【专利摘要】本发明实施例涉及一种提高垂直导电结构SiC？MOSFET沟道迁移率的方法,包括：在N+SiC衬底上经过外延工艺形成MOSFET的N-漂移区；在N-漂移区内经过注入工艺形成MOSFET的源区；对已形成所述源区的SiC外延片的外延表面在200℃下进行紫外线氧化；RCA清洗，使得在所述外延表面形成Si界面结构；将所述SiC外延片在300℃氧气气氛中进行等离子体增强化学气相淀积PECVD预处理，将所述外延表面的Si界面结构氧化成SiO2界面层；在所述SiO2界面层上进行氧化淀积和退火，形成隔离介质层；制备多晶硅栅极和源、漏金属电极，从而形成所述垂直导电结构SiC？MOSFET。
【IPC分类】H01L21/04, H01L29/423, H01L29/66
【公开号】CN105161526
【申请号】CN201510486185
【发明人】贾仁需, 汪钰成, 吕红亮, 张玉明
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月7日