金屬脫落后再移入 130°C Buty剝離液中，等溫度降到80°C以下時(shí)，再將片子移入丙酮中，取出片子并用氮?dú)獯?干，最后等離子去膠2分鐘；
[0050] (5)將片子放入快速合金爐內(nèi)，在氮?dú)錃夥眨∟2 = H2= 9:1)保護(hù)下快速升溫 (970/lmin)到合金溫度合金10分鐘，形成源電極9和漏電極10。
[0051] 步驟7 :在N+型帽層上形成凹溝道。
[0052] (1)采用正性光刻膠，涂膠速度：3000R/min，膠厚>2矣m保證在后續(xù)刻蝕時(shí)膠的 刻蝕掩蔽作用；
[0053] (2)涂膠完成后在90°C烘箱中前烘90秒，采用凹溝道光刻板進(jìn)行約35秒紫外曝 光后在專(zhuān)用顯影液（四甲基氫氧化氨：水=1:3)中顯影60秒，然后在KKTC烘箱中后烘3 分鐘；
[0054] (3)采用ICP感應(yīng)耦合等離子體刻蝕系統(tǒng)進(jìn)行N+刻蝕，刻蝕條件為刻蝕功率375W、 偏置功率60W、工作壓力9Pa，刻蝕氣體選擇CF 4(32sccm)+Ar(8sccm)，刻蝕后形成長(zhǎng)度為 2. 2矣m，深度為〇. 25矣m的凹溝道，刻蝕后用丙酮+超聲去除刻蝕掩蔽膠。
[0055] 步驟8 :進(jìn)行一次光刻和離子注入，形成雙凹陷P型緩沖層9。
[0056] (1)采用正性光刻膠，涂膠速度：3000R/min，膠厚>2矣m保證在后續(xù)隔離注入時(shí) 能夠起到良好的阻擋作用；
[0057] (2)涂膠完成后在90°C烘箱中前烘90秒，采用雙凹陷緩沖層光刻板進(jìn)行約35秒 紫外曝光后在專(zhuān)用顯影液（四甲基氫氧化氨：水=1:3)中顯影60秒，然后在KKTC烘箱中 后供3分鐘；
[0058] (3)進(jìn)行氮離子注入，注入條件為300keV/2X1012CnT2,溫度為400°C。注入完成后 用丙酮+超聲去膠，再用等離子去膠3分鐘；形成具有厚度為0. 25 μ m，以源極帽層和漏極 帽層里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng)度分別為〇. 85和0. 8 ym的雙凹陷緩沖層9 ;
[0059] (4)將上述4H-SiC外延片置于1600°C感應(yīng)加熱爐退火10分鐘激活雜質(zhì)，Ar氣流 量為20ml/min，完成雙凹陷P型緩沖層9的制作。
[0060] 步驟9 :光亥I」、磁控濺射和金屬剝離，形成〇. 7\ιη長(zhǎng)的柵電極10。
[0061] (1)光刻掩蔽膠采用ΡΜΜΑ+ΑΖ1400雙層膠，要求膠厚>1.2矢m。片子處理干凈后 先涂PMMA膠，速度為4000R/min，膠厚約〇. 5矣m，然后在200°C烘箱中前烘120秒，取出后再 涂AZ1400膠約0.8關(guān)m ;
[0062] (2)在90°C烘箱中前烘90秒，采用柵光刻板進(jìn)行15秒紫外曝光后用專(zhuān)用顯影液 (四甲基氫氧化氨：水=1:4)顯影50秒去掉AZ1400膠，然后對(duì)PMMA膠進(jìn)行泛曝光，再用 甲苯顯影3分鐘，然后在KKTC烘箱中后烘3分鐘；
[0063] (3)采用多革巴磁控派射臺(tái)，室溫派射N(xiāo)i (150nm)/Ti (150nm)/Au(300nm)多層金屬 作為源漏歐姆接觸金屬，其中工作真空2. 5 X l(T3Pa，Ar流量4〇SCCm，濺射過(guò)程中將片子加 熱到150°C ;
[0064] (4)濺射完成后將片子放入150°C Buty專(zhuān)用剝離液中，待金屬脫落后再移入 130°C Buty剝離液中，等溫度降到80°C以下時(shí)，再將片子移入丙酮中，最后取出片子并用小 流量氮?dú)饴蹈桑ǚ乐菇饘贃疟慌龅簦Ｗ詈笥玫入x子去膠3分鐘，完成柵電極10的制 作。
[0065] 步驟10 :對(duì)上述形成的4H_SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管表面進(jìn)行鈍化、反刻，形 成電極壓焊點(diǎn)。
[0066] (1)在300°C下，向反應(yīng)室中同時(shí)通入流量為300sccm的SiH4、323sccm的順 3和 330sccm的N2，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積工藝，在表面淀積〇. 5矣m厚的Si3N4層作為 鈍化介質(zhì)層；
[0067] (2)鈍化光刻采用正性光刻膠，涂膠速度3000R/mins，要求膠厚>2矣m，涂膠完成 后在90°C烘箱中前烘90秒，然后采用反刻光刻板進(jìn)行35秒紫外曝光，用專(zhuān)用顯影液（四甲 基氫氧化氨：水=1:3)顯影60秒，最后在100°C烘箱中后烘3分鐘；
[0068] (3) Si3N4刻蝕采用RIE工藝，刻蝕氣體選擇CHF 3 (50sccm) +Ar (5sccm)，完成后再進(jìn) 行3分鐘等離子體去膠。露出金屬，形成源、漏和柵電極壓焊點(diǎn)，完成整個(gè)器件的制作。
[0069] 實(shí)施例2 :
[0070] 制作厚度為0. 5矣m并具有厚度為0. 2 μ m，以源極帽層和漏極帽層里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng) 度分別為〇. 85和0. 8 ym的雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本實(shí)施例 的制作步驟中：
[0071] 步驟8 :進(jìn)行一次光刻和離子注入，形成雙凹陷P型緩沖層9。
[0072] (1)采用正性光刻膠，涂膠速度：3000R/min，膠厚>2矣m保證在后續(xù)隔離注入時(shí) 能夠起到良好的阻擋作用；
[0073] (2)涂膠完成后在90°C烘箱中前烘90秒，采用雙凹陷緩沖層光刻板進(jìn)行約35秒 紫外曝光后在專(zhuān)用顯影液（四甲基氫氧化氨：水=1:3)中顯影60秒，然后在KKTC烘箱中 后供3分鐘；
[0074] (3)進(jìn)行氮離子注入，注入條件為270keV/2X1012CnT2,溫度為400°C。注入完成后 用丙酮+超聲去膠，再用等離子去膠3分鐘；形成具有厚度為0. 2 μ m，以源極帽層和漏極帽 層里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng)度分別為〇. 85和0. 8 ym的雙凹陷緩沖層9 ;
[0075] (4)將上述4H-SiC外延片置于1600°C感應(yīng)加熱爐退火10分鐘激活雜質(zhì)，Ar氣流 量為20ml/min，完成雙凹陷P型緩沖層9的制作。
[0076] 其余步驟同實(shí)施例1相同。
[0077] 實(shí)施例3 :
[0078] 制作厚度為0. 5矣m并具有厚度為0. 3 μ m，以源極帽層和漏極帽層里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng) 度分別為〇. 85和0. 8 ym的雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本實(shí)施例 的制作步驟中：
[0079] 步驟8 :進(jìn)行一次光刻和離子注入，形成雙凹陷P型緩沖層9。
[0080] (1)采用正性光刻膠，涂膠速度：3000R/min，膠厚>2矣m保證在后續(xù)隔離注入時(shí) 能夠起到良好的阻擋作用；
[0081] (2)涂膠完成后在90°C烘箱中前烘90秒，采用雙凹陷緩沖層光刻板進(jìn)行約35秒 紫外曝光后在專(zhuān)用顯影液（四甲基氫氧化氨：水=1:3)中顯影60秒，然后在KKTC烘箱中 后供3分鐘；
[0082] (3)進(jìn)行氮離子注入，注入條件為335keV/2X1012CnT2,溫度為400°C。注入完成后 用丙酮+超聲去膠，再用等離子去膠3分鐘；形成具有厚度為0. 3 μ m，以源極帽層和漏極帽 層里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng)度分別為〇. 85和0. 8 ym的雙凹陷緩沖層9 ;
[0083] (4)將上述4H-SiC外延片置于1600°C感應(yīng)加熱爐退火10分鐘激活雜質(zhì)，Ar氣流 量為20ml/min，完成雙凹陷P型緩沖層9的制作。
[0084] 其余步驟同實(shí)施例1相同。
[0085] 綜述上所述，本發(fā)明4H_SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的具有漏極電流提高和擊 穿電壓穩(wěn)定的效果。
[0086] 顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，自下而上包括4H -SiC 半絕緣襯底（I)、P型緩沖層（2)、N型溝道層（3)，N型溝道層（3)的兩側(cè)分別為源極帽層 (4)和漏極帽層（5)，源極帽層（4)和漏極帽層（5)表面分別是源電極（6)和漏電極（7)，N 型溝道層（3)上方且靠近源極帽層（4)的一側(cè)形成柵電極（10)，其特征在于：所述的N型 溝道層（3)由表面向溝道（8)凹陷，P型緩沖層（2)的上端面在柵源和柵漏間下方設(shè)有凹 槽（9)〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管，其特征在于：所述的N型溝道層（3)由表面向溝道（8)凹陷0. 05 μ m，P型緩沖層的凹槽 (9)厚度為0.25 μπι，以源極帽層（4)和漏極帽層（5)里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng)度分別為0.85 ym和 0· 8 μ m〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管， 其特征在于：所述的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟： 1) 對(duì)4H-SiC半絕緣襯底（1)進(jìn)行清洗，以去除表面污物； 2) 在4H-SiC半絕緣襯底（1)上外延生長(zhǎng)0.5矣m厚的SiC層，同時(shí)經(jīng)乙硼烷B2H6原位 摻雜，形成濃度為1.4X IO15CnT3的P型緩沖層（2); 3) 在P型緩沖層（2)上外延生長(zhǎng)〇.25~m厚的SiC層，同時(shí)經(jīng)NJI位摻雜，形成濃度為 3 X IO17CnT3的N型溝道層（3); 4) 在N型溝道層（3)上外延生長(zhǎng)0.2矣m厚的SiC層，同時(shí)經(jīng)NJI位摻雜，形成濃度為 I. 0X102°cm_3的 N+型帽層； 5) 在N+型帽層上依次進(jìn)行光刻和隔離注入，形成隔離區(qū)和有源區(qū)； 6) 對(duì)有源區(qū)依次進(jìn)行源漏光刻、磁控濺射、金屬剝離和高溫合金，形成0.5~m長(zhǎng)的源 電極（6)和漏電極（7); 7) 對(duì)源電極（6)和漏電極（7)之間的N+型帽層進(jìn)行光刻、刻蝕，形成刻蝕深度和長(zhǎng)度 分別為0. 25關(guān)m和2. 2與m的凹溝道； 8) 對(duì)P型緩沖層（2)進(jìn)行一次光刻和離子注入，形成具有厚度為0. 25 μ m，以源極帽層 (4)和漏極帽層（5)里側(cè)為起點(diǎn)、長(zhǎng)度分別為0· 85 ym和0· 8 ym的雙凹陷緩沖層（9); 9) 在溝道上方且靠近源極帽層一側(cè)的凹溝道進(jìn)行光刻、磁控濺射和金屬剝離，形成 0, 7矣m長(zhǎng)的柵電極（10); 10) 對(duì)所形成的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管表面進(jìn)行鈍化、反刻，形成電極壓焊 點(diǎn)，完成器件的制作。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有雙凹陷緩沖層的4H-SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，自下而上包括4H-SiC半絕緣襯底、P型緩沖層、N型溝道層，N型溝道層的兩側(cè)分別為源極帽層和漏極帽層，源極帽層和漏極帽層表面分別是源電極和漏電極，溝道上方且靠近源極帽層的一側(cè)形成柵電極，P型緩沖層的上端面在柵源和柵漏間下方設(shè)有凹槽。本發(fā)明具有輸出漏極電流顯著提高，擊穿電壓穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H01L29-78, H01L29-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104681618
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510001340
【發(fā)明人】賈護(hù)軍, 張航, 邢鼎
【申請(qǐng)人】西安電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月4日