專利名稱：利用注入和橫向擴(kuò)散制造碳化硅功率器件的自對(duì)準(zhǔn)方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及制造功率器件的方法，特別涉及制造碳化硅功率器件的方法。
發(fā)明的背景功率器件已廣泛應(yīng)用于運(yùn)載大電流和支持高電壓?，F(xiàn)代功率器件一般由單晶硅半導(dǎo)體材料制造。一種廣泛應(yīng)用的功率器件是功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在功率MOSFET中，控制信號(hào)加于通過可以是二氧化硅但并不限于此的中間隔離層與半導(dǎo)體表面隔開的柵極上。電流通過主要載流子的輸運(yùn)發(fā)生傳導(dǎo)，同時(shí)不存在用于雙極晶體管工作的主要載流子注入。功率MOSFETs可以提供優(yōu)異的安全工作區(qū)，可以按單元結(jié)構(gòu)并聯(lián)。
如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，功率MOSFETs可以包括橫向結(jié)構(gòu)或縱向結(jié)構(gòu)。在橫向結(jié)構(gòu)中，漏、柵和源端在襯底的同一表面上。相反，在縱向結(jié)構(gòu)中，源和漏在襯底的相對(duì)表面上。
一種廣泛應(yīng)用的硅功率MOSFET是利用雙擴(kuò)散工藝制造的雙擴(kuò)散MOSFET(DMOSFET)。這些器件中，p-基區(qū)和n+源區(qū)通過掩模中的同一開口擴(kuò)散。p-基區(qū)再擴(kuò)散得比n+源區(qū)深。p-基區(qū)和n+源區(qū)間橫向擴(kuò)散的不同形成的表面溝道區(qū)。在1996年由PWS Publishing Company出版、由B.J.Baliga撰寫的、名為“Power Semiconductor Device(功率半導(dǎo)體器件)”的教科書中，具體在第7章，“Power MOSFET”中，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)包括DMOSFET的功率MOSFET的回顧，這里全文引用該文獻(xiàn)。
近年來(lái)在功率器件方面的研究還包括碳化硅(SiC)器件應(yīng)用于功率器件的研究。與硅相比，碳化硅具有寬帶隙、高熔點(diǎn)、低介電常數(shù)、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱傳導(dǎo)性和高飽和電子漂移速度。這些特征允許碳化硅功率器件可以在比常規(guī)硅基功率器件高的溫度下、高的功率和低的電阻率下工作。在Bhatnagar等人的“Comparison of 6H-SiC,3C-SiC and Si for Power Devices(6H-SiC,3C-SiC和Si用于功率器件)”IEEE Transactions on electron Device,vol.40,1993 pp.645-655中,有對(duì)碳化硅器件比硅器件優(yōu)異的理論分析。在授予Palmour、題為“Power MOSFET in Silicon Carbide(碳化硅中的功率MOSFET)”的美國(guó)專利5506421中，介紹了用碳化硅制造的功率MOSFET，該專利現(xiàn)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
雖然有這些潛在的優(yōu)點(diǎn)，但仍然很難用碳化硅制造包括功率MOSFET在內(nèi)的功率器件。例如，如上所述，雙擴(kuò)散MOSFET(DMOSFET)一般利用雙擴(kuò)散工藝制造在硅上，其中p-基區(qū)再擴(kuò)散得比n+源區(qū)深。不幸的是，在碳化硅中，常規(guī)p和n型摻雜劑的擴(kuò)散系數(shù)比硅小，所以利用可以接受的擴(kuò)散時(shí)間和溫度，難以得到需要的p-基區(qū)和n+源區(qū)的深度。也可以用離子注入注入p-基區(qū)和n+源區(qū)。例如，參見Shenoy等人的“High-Voltage Double Implanted Power MSOFET’s(高壓雙注入型功率MOSFET)in 6H-SiC”,IEEE Electron DeviceLetters,Vol.18,No.3,1997年3月，pp.93-95。然而，很難控制離子注入?yún)^(qū)的深度和橫向延伸范圍。另外，需要形成包圍源區(qū)的表面溝道，所以需要用兩個(gè)不同的注入掩模。因此，很難對(duì)準(zhǔn)p-基區(qū)和源區(qū)，因而可能對(duì)器件性能有不良影響。
發(fā)明的概述因此本發(fā)明的目的是提供制造包括碳化硅功率MOSFETs的碳化硅功率器件的改進(jìn)方法。
本發(fā)明另一目的是提供制造包括碳化硅功率MOSFETs的碳化硅功率器件的方法，不需要源和p-基區(qū)的單獨(dú)掩蔽。
本發(fā)明再一目是提供制造碳化硅功率器件的方法，可以形成可與器件的源區(qū)對(duì)準(zhǔn)的溝道區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，通過以下制造硅化硅功率器件的方法可以實(shí)施本發(fā)明的這些和其它目的，其中p型摻雜劑通過掩模中的開口注入碳化硅襯底，形成深p型注入，n型摻雜劑通過掩模中的相同開口注入碳化硅襯底，相對(duì)于p型注入形成淺n型注入。然后，在足以使深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間下進(jìn)行退火，同時(shí)不使p型注入通過淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底表面。因此，可以通過離子注入提供自對(duì)準(zhǔn)的淺和深注入，并可以通過促進(jìn)具有高擴(kuò)散系數(shù)的p型摻雜劑充分?jǐn)U散、同時(shí)使具有低擴(kuò)散系數(shù)的n型摻雜劑保持相對(duì)固定的退火，可以形成很好控制的溝道。由此圍繞n型源形成p-基區(qū)。
已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，淺n型注入的存在會(huì)阻擋深p型注入通過淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底表面，而是仍然使深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍n型注入的碳化硅襯底的表面。具體說，盡管不希望受工作理論的限制，但理論表明，氮n型注入可以減少n型區(qū)中碳空位，從而防止深p型注入在退火期間擴(kuò)散到n型源區(qū)。因此，可以形成高性能自對(duì)準(zhǔn)碳化硅功率器件。
應(yīng)理解，注入p型摻雜劑的步驟可以在注入n型摻雜劑的步驟之前進(jìn)行。或者，首先進(jìn)行n型摻雜劑的注入，然后例如通過退火電激活。然后注入p型摻雜劑。還應(yīng)理解，碳化硅的n型摻雜劑一般包括氮，碳化硅的p型摻雜劑可以包括硼或鈹。目前鈹是本發(fā)明優(yōu)選的深p型注入摻雜劑，是由于鈹可以深注入，同時(shí)仍可以與碳化硅襯底產(chǎn)生突變結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在碳化硅襯底的表面任意注入鋁阱，電接觸橫向擴(kuò)散的深p型注入。然后可以用鎳接觸接觸鋁阱和淺n型注入，以提供歐姆接觸。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過在碳化硅襯底的表面，將鋁阱注入漂移區(qū)，制造碳化硅橫向功率MOSFETs。掩蔽碳化硅襯底表面的漂移區(qū)，在漂移區(qū)上限定第一對(duì)開口，各開口位于鋁阱的相對(duì)側(cè)上。p型摻雜劑可以以形成深p型注入的注入能量和劑量，通過該第一對(duì)開口，注入到碳化硅襯底。n型摻雜劑可以以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的能量和劑量，通過該第一對(duì)開口，注入到碳化硅襯底。應(yīng)理解，可以首先注入p型摻雜劑，然后注入n型摻雜劑?；蛘撸茸⑷雗型摻雜劑，并激活，然后注入p型摻雜劑。
然后，在碳化硅襯底的表面，掩蔽漂移區(qū)，在漂移區(qū)上限定第二對(duì)開口，各開口遠(yuǎn)離各淺n型注入，與鋁阱相對(duì)。n型摻雜劑通過該第二對(duì)開口注入到碳化硅襯底中，限定一對(duì)漏區(qū)。在足以使各深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺N-注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間下，進(jìn)行退火，同時(shí)，不使各深p型注入通過各淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底表面。由此在碳化硅襯底的表面，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)，各溝道區(qū)在各鋁阱的相對(duì)側(cè)上。
在碳化硅襯底表面上，在漂移區(qū)上形成一對(duì)柵絕緣區(qū)，各柵絕緣區(qū)與各溝道區(qū)接觸。然后，在淺n型注入上和兩淺n型注入之間的鋁阱、在漏區(qū)上和一對(duì)柵絕緣區(qū)上，分別形成公共源接觸、一對(duì)漏接觸和一對(duì)柵接觸。由此可以形成具有公共源的一對(duì)碳化硅橫向功率MOSFETs，從而可以形成較大器件單元。
應(yīng)理解，p型摻雜劑和n型摻雜劑每個(gè)都可以以一個(gè)能量和劑量一次注入?；蛘?，可以采用多注入能量和劑量，形成淺和/或深注入。如上所述，可以采用氮作n型摻雜劑?？梢圆捎门鸶檬怯免斪鱬型摻雜劑。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)理解，在上述工藝中，可以在掩蔽漂移區(qū)后并且注入了淺和深注入后注入鋁阱，以便在兩淺n型注入之間注入鋁阱。另外，可以在注入n型摻雜劑的步驟后，進(jìn)行先注入p型摻雜劑然后注入n型摻雜劑的步驟。換言之，可以在形成源區(qū)之前形成漏區(qū)。或者，可以同時(shí)進(jìn)行源的淺n型注入和漏的n型注入。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過在碳化硅襯底表面上，向漂移區(qū)注入一對(duì)隔開的鋁阱制造碳化硅縱向功率MOSFETs。在碳化硅襯底表面，掩蔽漂移區(qū)，以便在一對(duì)鋁阱之間的漂移區(qū)上限定第一對(duì)開口。通過該第一對(duì)開口，在碳化硅襯底中注入p型摻雜劑，形成深p型注入。通過該第一對(duì)開口，在碳化硅襯底中注入n型摻雜劑，形成淺n型注入。如上所述，可以在n型摻雜劑之前注入p型摻雜劑，或者，可以注入n型摻雜劑并激活，然后注入p型摻雜劑。
然后，在不使各p型注入通過各淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底表面的條件下，在足以使各p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入的碳化硅襯底表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火。由此在兩淺n型注入之間，在碳化硅襯底的表面，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)。在一對(duì)溝道區(qū)上和之間延伸的碳化硅襯底的表面上，形成柵絕緣區(qū)。在各淺n型注入和與之相鄰的鋁阱上、在柵絕緣區(qū)上和在與漂移區(qū)相對(duì)的碳化硅襯底的第二面上，分別形成一對(duì)源接觸、柵接觸和漏接觸。
如關(guān)于橫向功率MOSFET的介紹，可以采用一個(gè)能量和劑量或多個(gè)能量和劑量進(jìn)行注入。可以用氮作n型摻雜劑，可以用硼較好是用鈹作p型摻雜劑?？梢栽谧⑷雙和n型摻雜劑后形成鋁阱，以便鋁阱注入在第一對(duì)開口之外。因此，自對(duì)準(zhǔn)方法可以制造包括橫向和縱向功率MOSFETs等高性能碳化硅器件。
附圖簡(jiǎn)介

圖1A-1G是根據(jù)本發(fā)明制造碳化硅橫向功率MOSFETs的方法的剖面圖。
圖2是圖1G的俯視圖。
圖3A-3G是根據(jù)本發(fā)明制造碳化硅縱向功率MOSFETs的方法的剖面圖。
圖4是圖3G的俯視圖。
圖5是展示退火期間硼擴(kuò)散的示意圖。
圖6和7是展示退火期間鈹擴(kuò)散的曲線圖。
圖8是展示退火期間氮和硼擴(kuò)散的曲線圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)介紹下面結(jié)合示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖更充分地介紹本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以按許多不同形式實(shí)施，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明限于這里所記載的實(shí)施例；提供這些實(shí)施例目的在于完全徹底公開本發(fā)明，向所屬領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。附圖中，為清楚起見放大了各層和區(qū)的厚度。整個(gè)說明書中類似的數(shù)字表示類似的部分。應(yīng)理解，在例如層、區(qū)或襯底等部分稱作“on”另一部分，可以是直接位于另一部分上或可以存在中間部分、相反，在某一部分稱作"directly on"另一部分，是指不存在中間部分。
參見圖1A-1G，下面介紹根據(jù)本發(fā)明制造一對(duì)橫向功率MOSFET的方法。由于橫向功率MOSFETs采用自對(duì)準(zhǔn)注入和擴(kuò)散，所以碳化硅橫向功率MOSFETs也稱作橫向注入擴(kuò)散MOSFETs或LIDMOSFETs。
參見圖1A，提供例如半絕緣襯底等襯底100，其上有n-漂移區(qū)102。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，襯底100可以包括摻雜或未摻雜的碳化硅或晶格與碳化硅匹配的任何其它材料，包括但不限于氮化鎵。襯底100優(yōu)選是半絕緣的，防止相鄰器件間通過襯底100縱向?qū)щ姟?br> N-型漂移區(qū)102可利用外延淀積、注入或其它常規(guī)技術(shù)形成。應(yīng)理解，襯底100和n-漂移區(qū)102也可以統(tǒng)稱作襯底。N-漂移區(qū)102的載流子濃度可以為約1012cm-3至1017cm-3，厚度可以為約3微米至約500微米。襯底100的厚度可以為100微米至500微米。襯底100和n-漂移區(qū)102的制造對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說都是公知的，這里無(wú)需贅述。
參見圖1B，在n-漂移區(qū)102的表面102a上構(gòu)圖第一掩模104。第一掩模104可由二氧化硅或其它常規(guī)掩蔽材料構(gòu)成。如圖1B所示，第一掩模104限定暴露n-漂移區(qū)102的表面102a的一部分的開口。如圖1B所示，通過表面102a，任意地向漂移區(qū)102注入p型離子，較好是鋁離子106，從而在漂移區(qū)102中形成任意的p+阱108。如以后將介紹的，p+阱108可以改善與p型擴(kuò)散區(qū)的歐姆接觸。然后，去掉第一掩模104。
參見圖1C，在n-漂移區(qū)102上構(gòu)圖由二氧化硅或其它常規(guī)掩蔽材料構(gòu)成的第二掩模112，在漂移區(qū)上限定第一對(duì)開口114a和114b，其中各個(gè)開口位于p+阱108的相對(duì)側(cè)上。然后，通過第一對(duì)開口114a和114b，向n-漂移區(qū)102注入例如硼或鈹離子116等p型摻雜劑，從而在p+阱108的相對(duì)側(cè)上形成一對(duì)深p+注入118a、118b。如以下將介紹的，由于鈹可以形成與漂移區(qū)102的突變結(jié)，所以深p+注入優(yōu)選用鈹。還應(yīng)理解，深p+注入118a、118b可利用一個(gè)注入和劑量形成，例如通過以180keV的能量，以4×1015cm-2的劑量注入，提供約1016cm-3的載流子濃度。也可以以40keV的能量，以3.2×1015cm-2的劑量注入鈹。或者，可以采用多種劑量和/或能量。
參見圖1D，不去掉第二掩模112，通過第一和第二開口114a和114b，注入例如氮等n型離子122，形成一對(duì)淺n+注入124a、124b。可以采用一種或多種注入，如以下所述。可以提供大于約1018cm-3的載流子濃度。應(yīng)理解，由于圖1C的深p+注入和圖1D的淺n+注入使用相同的第二掩模112，所以這些注入可以自對(duì)準(zhǔn)。
參見圖1E，去掉第二掩模112，形成第三掩模126。如圖1E所示，可以由二氧化硅或其它常規(guī)掩蔽材料構(gòu)成的第三掩模126在漂移區(qū)102的表面102a上限定第二對(duì)開口128a、128b。第二對(duì)開口128a、128b與各淺n型注入124a、124b隔開，并與p+阱108相對(duì)。
再參見圖1E，通過第二對(duì)開口128a、128b，向n-漂移區(qū)102注入例如氮等p型摻雜劑130，形成一對(duì)n+漏區(qū)134a、134b。然后，去掉第三掩模126。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1B、1C、1D和1E的步驟順序可以改變。所以，例如，可以在形成圖1C的深p+注入118a、118b之后，形成圖1B的p+阱108，也可以在形成圖1D的淺n+注入124a、124b后形成。圖1B的p+阱也可以在圖1E的n+漏區(qū)134a、134b形成后形成。另外，圖1C的深p+注入118a、118b可以在形成圖1D的淺n+注入124a、124b后形成。如果是這種情況，則較好在注入了淺n+注入124a、124b后，在掩模能允許、且足以電激活n型摻雜劑的溫度和時(shí)間下進(jìn)行退火。
圖1E的n+漏區(qū)134a、134b也可以在形成圖1D的淺n+注入124a、124b、圖1C的深p+注入118a、118b和/或圖1B的p+阱108之前形成。n+漏區(qū)134a、134b也可以與圖1D的淺n+區(qū)124a、124b同時(shí)注入。如果n+漏區(qū)134a、134b與淺n+注入124a、124b同時(shí)注入，則可以在第二掩模112中形成第二對(duì)開口128a、128b，從而能夠同時(shí)注入。
參見圖1F，在足以使深p型注入118a、118b橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入124a、124b的碳化硅襯底的表面102a的溫度和時(shí)間下進(jìn)行退火，同時(shí)不使各深p型注入通過各淺n型注入124a、124b縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面。例如，較好是深p型注入到淺n型注入124a、124b的縱向擴(kuò)散小于淺n型注入124a、124b的厚度的O.5％。例如，可以在約1600℃下，進(jìn)行5分鐘退火，使深p型注入擴(kuò)散約1微米。然而，也可以采用其它退火溫度和時(shí)間。例如，可以用在約1500℃-約1600℃間的退火溫度和約1分鐘-30分鐘的退火時(shí)間，使硼從深p型注入在縱向和橫向擴(kuò)散約0.5微米-3微米的距離。
因此，通過如箭頭142所示，遠(yuǎn)離表面102a縱向，如箭頭144所示，向著表面102a橫向和縱向，從深p+注入118a、118b擴(kuò)散p+摻雜劑，形成一對(duì)p+擴(kuò)散區(qū)136a、136b。如箭頭144所示，橫向擴(kuò)散圍繞淺n+注入124a、124b擴(kuò)散到與p+阱108相對(duì)的漂移區(qū)的表面102a。如區(qū)136c所示，也可以發(fā)生到p+阱108的橫向擴(kuò)散，從而進(jìn)一步改善歐姆接觸。
最后，參見圖1G，形成絕緣柵及源和漏接觸。例如，可通過地毯式淀積鎳，然后構(gòu)圖地毯式淀積的鎳，形成源接觸146和一對(duì)隔開的漏接觸147a、147b。圖1G中，源接觸146標(biāo)記為S，漏接觸147a、147b標(biāo)記為D1和D2。如圖1G所示，源接觸提供在淺n+注入124a、124b上和p+阱108上延伸的公用源接觸。漏接觸147a、147b分別電接觸n+漏134a、134b。
繼續(xù)圖1G的介紹，在n-漂移區(qū)102的表面上形成一對(duì)柵絕緣區(qū)148a、148b，例如二氧化硅，各個(gè)柵絕緣區(qū)與已橫向擴(kuò)散到n-漂移區(qū)102的表面的p+擴(kuò)散區(qū)136a、136b的一部分接觸，與p+阱108相對(duì)。于是，這些區(qū)在碳化硅襯底的表面在橫向擴(kuò)散p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)150a、150b。因而形成與源區(qū)對(duì)準(zhǔn)的自對(duì)準(zhǔn)溝道區(qū)。然后，在柵絕緣對(duì)148a、148b上形成一對(duì)柵接觸152a、152b。圖1G中柵接觸標(biāo)記為G1和G2，可以包括鎳。
還應(yīng)理解，形成圖1G所示的絕緣區(qū)和接觸可以按與上述不同的順序形成。例如，可以與源接觸146和漏接觸147a、147b同時(shí)形成柵接觸152a、152b。優(yōu)選柵接觸152a、152b在形成源接觸146和漏接觸147a、147b之前形成。
圖2是圖1G的完成器件的俯視圖。如圖所示，形成一對(duì)共源極LIDMOSFET。應(yīng)理解，可以在碳化硅襯底上復(fù)制這對(duì)共源極LIDMOSFET，從而形成單元陣列。另外，如果需要不包括公共源極的單元，則可以復(fù)制圖1A-1G的左邊一半或右邊一半。
參見圖3A-3G，下面介紹根據(jù)本發(fā)明形成碳化硅縱向功率MOSFETs的方法。由于這些縱向功率MOSFETs是利用注入和擴(kuò)散制造的，所以這里也稱它們?yōu)樘蓟杩v向注入擴(kuò)散MOSFETs(VIDMOSFETs)。
參見圖3A，提供包括n-漂移區(qū)102的碳化硅襯底100’。由于圖3A-3G示出了通過襯底導(dǎo)通的縱向MOSFET的制造方法，所以襯底100’較好是利用已知技術(shù)制造的n+導(dǎo)電類型的碳化硅襯底。n+導(dǎo)電類型的碳化硅襯底可以具有約1016cm-3至1019cm-3的載流子濃度。N-漂移區(qū)102也可以象圖1A所述的那樣制造。還應(yīng)理解，如先前所述，n+襯底100’和n-漂移區(qū)102的組合也可以稱作襯底。
參見圖3B，在碳化硅襯底表面102a，向漂移區(qū)102注入一對(duì)隔開的p+阱108a、108b。一對(duì)隔開的p+阱108a、108b按圖1D所示的方式利用包括一對(duì)開口的第一掩模104’注入到漂移區(qū)102的表面102a中。也如所述，p+阱較好通過注入鋁離子106形成。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，縱向碳化硅MOSFETs一般按單元重復(fù)。因此，將介紹線110a、和110b間的單元，圖3B-3G中和4中標(biāo)示出了該單元。為方便展示，未示出線110a和110b外的重復(fù)單元。
參見圖3C，象圖1C所示的那樣，形成一對(duì)開口114a、114b，除改進(jìn)的第二掩模112’用于在一對(duì)鋁阱108a、108b之間形成這些開口外。然后，象圖1C所示的那樣，注入硼更好是鈹離子116，形成深p+注入118a、118b。
參見圖3D，像已結(jié)合圖1D介紹的那樣，利用相同的第二掩模112’，例如用氮離子122注入淺n+注入124a、124b。
參見圖3E，按圖1F所示的方式進(jìn)行退火。應(yīng)理解，由于圖3A-3G示出了縱向MOSFET的制造方法，所以可以省去圖1E所示的一對(duì)n+漏134a、134b的制造步驟。還應(yīng)理解，象圖1B-1F所示的那樣，制造p+阱108a、108b、深p+注入118a、118b、和淺n+注入124a、124b的順序可以改變。
參見圖3F，在淺n型注入124a、124b上形成一對(duì)例如包括鎳的源接觸146a、146b，并在p阱108a、108b上與之相鄰延伸，就象圖1G所示的那樣。在碳化硅襯底100的與n-漂移區(qū)102相對(duì)的面上形成漏接觸147。漏接觸147較好也包括鎳。
最后，如圖3G所示，在漂移區(qū)102的表面102a上形成柵絕緣區(qū)148，該區(qū)在擴(kuò)散到碳化硅襯底表面的深p型注入136a、136b間和之上延伸，包圍各淺n型注入。因此，這些區(qū)在淺n型注入之間的碳化硅襯底表面102a上，在橫向擴(kuò)散的p型注入中，形成一對(duì)溝道區(qū)150a、150b。在柵絕緣區(qū)148上形成例如包括鎳的柵接觸152。如圖1G所示的那樣，形成柵絕緣區(qū)148及源、漏和柵接觸的順序可以改變。
圖4是已完成結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖中未示出下表面上的漏接觸。
下面介紹對(duì)本發(fā)明制造碳化硅功率器件的一些附加考慮。
圖1B-1G的p+阱108和圖3B-3G的108a、108b可以這樣形成，利用以25keV的能量和2×1015cm-2的劑量的第一鋁注入，和以90keV的能量和4×1015cm-2的劑量的第二鋁注入，通過室溫或高溫下的注入，形成深為0.1微米，載流子濃度為5×1020cm-3的鋁阱。1C-1G和圖3C-3G的深p+區(qū)118a、118b可以這樣形成，在室溫下，以450keV的第一能量和3.2×1014cm-2的劑量，和以370keV的第二能量和1.5×1014cm-2的劑量，通過注入硼在0.4微米-1微米的深度形成2×1018cm-3的載流子濃度。最后，可以在室溫下，利用四次氮的注入，制造圖1D-1G和圖3D-3G的淺n+注入124a、124b。第一注入以25keV的能量和3×1014cm-2的劑量進(jìn)行。第二、第三和第四注入分別以60keV、120keV和200keV的能量和6×1014cm-2、8×1014cm-2和1×1015cm-2的劑量進(jìn)行。在1600℃退火5分鐘后，在襯底表面102a上形成寬度為0.3微米的圖1G和3G所示溝道區(qū)150a、150b。p+擴(kuò)散區(qū)136a、136b的深度可以從襯底表面102a延伸1.5微米。
如上所述，由于鈹可以與漂移區(qū)102形成突變結(jié)，所以深p+注入優(yōu)選用鈹。圖5和6比較了退火后硼和鈹?shù)臄U(kuò)散情況。
更具體說，圖5示出了對(duì)于硼來(lái)說，在室溫下，以180keV的能量和4×1015cm-2的劑量，注入到4H-SiC，提供2.3×1015cm-3的硼載流子濃度時(shí)，硼濃度與深度的關(guān)系。在1500℃退火10分鐘。如圖5所示，退火后，所注入的硼擴(kuò)散，僅逐漸下降。
相反，如圖6所示，在室溫下，以40keV的能量和3.2×1015cm-2的劑量，在4G-SiC中注入鈹，提供1×1019cm-3的鈹濃度。如圖6所示，在1500℃退火10分鐘后，所注入的鈹在約1000nm處，以基本恒定的濃度快速下降。因此，對(duì)于鈹來(lái)說，可以發(fā)生更深更均勻的擴(kuò)散，與硼相比，可以與漂移區(qū)形成突變結(jié)。
圖7也示出了退火期間注入的鈹?shù)臄U(kuò)散情況。鈹在圖6所示的條件下注入。如圖7所示，在退火溫度從1400℃升高到1700℃且恒定的退火時(shí)間為3分鐘時(shí)，擴(kuò)散深度連續(xù)增大，同時(shí)可以保持均勻，并表現(xiàn)為突然下降。因此，鈹優(yōu)于硼。
參見圖8，該圖示出了在1650℃下，在10分鐘的退火期間內(nèi)所注入的硼和氮的擴(kuò)散情況。圖8中，硼在室溫下，以180keV的能量和4×1015cm-2的劑量注入。分別以25和60keV的能量和1.5×1014cm-2和2.5×1014cm-2的劑量進(jìn)行兩次氮注入。如圖8所示，在1650℃下的10分鐘退火期間，只有很少氮發(fā)生擴(kuò)散。然而，該退火期間大量硼擴(kuò)散。然而，應(yīng)注意，盡管硼擴(kuò)散較深，遠(yuǎn)離淺氮注入，但硼不會(huì)通過淺氮注入擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面。
因此，可利用自對(duì)準(zhǔn)的源和p-基區(qū)及均勻的p-溝道，制造高性能碳化硅功率器件?？梢栽谝r底的整個(gè)表面上橫向形成反型層。對(duì)于低閾值電壓和較高激活的注入n+源來(lái)說，可以實(shí)現(xiàn)p-基區(qū)的逆向分布。由于不必用鋁作p-基區(qū)，所以可以實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量和/或較薄的柵氧化區(qū)，因而可以進(jìn)一步降低電閾值。
另外，p-基區(qū)處不必存在強(qiáng)電場(chǎng)，所以可以避免與散射或場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)的問題。在n+氧化物中不必存在尖角，所以可以減少導(dǎo)通態(tài)工作時(shí)熱電子的注入。由于擴(kuò)散溝道可以提供沒有反應(yīng)離子腐蝕損傷的碳化硅/二氧化硅界面，從而提供低界面俘獲密度和固定電荷，所以可以使溝道具有高遷移率。
最后，通過省去了至少一個(gè)掩模，并提供自對(duì)準(zhǔn)，可以降低嚴(yán)密對(duì)準(zhǔn)容差的要求，所以可以簡(jiǎn)化制造。因此，可以提供制造碳化硅功率器件的改進(jìn)方法。
在附圖和說明書中，公開了本發(fā)明的典型優(yōu)選實(shí)施例，盡管使用了特定術(shù)語(yǔ)，但它們僅用于一般意義上的描述，并非為了限制，本發(fā)明的范圍記載于以下的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種制造碳化硅功率器件的方法，包括以下步驟掩蔽碳化硅襯底的表面，在表面限定開口；以形成深p型注入的注入能量和劑量，通過所說開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過所說開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；在不使深p型注入通過淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入p型摻雜劑的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入n型摻雜劑的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入硼的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入氮的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在碳化硅襯底的表面注入鋁阱，電接觸橫向擴(kuò)散的深p型注入的步驟。
7.一種制造碳化硅功率器件的方法，包括以下步驟掩蔽碳化硅襯底的表面，在表面限定開口；首先，以形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過所說開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；電激活所說n型摻雜劑；然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的注入能量和劑量，通過所說開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；在不使深p型通過淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入n型摻雜劑的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入p型摻雜劑的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入氮的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過所說開口，在碳化硅襯底中注入硼的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括在碳化硅襯底的表面注入鋁阱，電接觸橫向擴(kuò)散的深p型注入的步驟。
13.一種制造碳化硅橫向功率MOSFET的方法，包括以下步驟在碳化硅襯底的表面上，在漂移區(qū)注入鋁阱；掩蔽碳化硅襯底表面上的漂移區(qū)，以便在漂移區(qū)上限定第一對(duì)開口，各個(gè)所說開口位于相應(yīng)鋁阱的相對(duì)側(cè)上；然后以形成深p型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；在碳化硅襯底的表面上掩蔽漂移區(qū)，從而在漂移區(qū)上限定第二對(duì)開口，各開口遠(yuǎn)離各相應(yīng)淺n型注入并與鋁阱相對(duì)；通過第二對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑，以限定一對(duì)漏區(qū)；在不使各深p型注入通過各相應(yīng)淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使各深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火，從而在碳化硅襯底的表面上，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)，各溝道區(qū)位于鋁阱的各相應(yīng)相對(duì)側(cè)上；在碳化硅襯底表面，在漂移區(qū)上形成一對(duì)柵絕緣區(qū)，各柵絕緣區(qū)與該對(duì)溝道區(qū)的相應(yīng)一個(gè)接觸；及在淺n型注入和兩淺n型注入間的鋁阱上、在漏區(qū)上、在所說絕緣區(qū)上，分別形成公共源接觸、一對(duì)漏接觸和一對(duì)柵接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入p型摻雜劑的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入n型摻雜劑的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入硼的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入鈹?shù)牟襟E；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中注入鋁阱的步驟在注入n型摻雜劑的步驟之后，以便鋁阱注入在兩淺n型注入之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在注入n型摻雜劑的步驟之后，進(jìn)行首先注入p型摻雜劑，然后注入n型摻雜劑的步驟，以便在形成深p型注入和淺n型注入之前，形成一對(duì)漏區(qū)。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中同時(shí)進(jìn)行注入n型摻雜劑和注入n型摻雜劑的步驟，以便同時(shí)形成淺n型注入和一對(duì)漏區(qū)。
22.一種制造碳化硅側(cè)向功率MOSFET的方法，包括以下步驟在碳化硅襯底表面上，在漂移區(qū)中注入鋁阱；掩蔽碳化硅襯底表面上的漂移區(qū)，以在漂移區(qū)上限定第一對(duì)開口，各個(gè)開口位于各鋁阱的相對(duì)側(cè)上；首先以形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；電激活n型摻雜劑；然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；在碳化硅襯底的表面上掩蔽漂移區(qū)，從而在漂移區(qū)上限定第二對(duì)開口，其中各開口遠(yuǎn)離各相應(yīng)淺n型注入并與鋁阱相對(duì)；通過第二對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑，以限定一對(duì)漏區(qū)；在不使各深p型注入通過各淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使各深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火，從而在碳化硅襯底的表面上，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)，其中各溝道區(qū)位于鋁阱的各相應(yīng)相對(duì)側(cè)上；在碳化硅襯底表面，在漂移區(qū)上形成一對(duì)柵絕緣區(qū)，各柵絕緣區(qū)與各個(gè)溝道區(qū)接觸；及在淺n型注入和兩淺n型注入間的鋁阱上、在漏區(qū)上、在所說一對(duì)絕緣區(qū)上，分別形成公共源接觸、一對(duì)漏接觸和一對(duì)柵接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入n型摻雜劑的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入p型摻雜劑的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入硼的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入鈹?shù)牟襟E。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中注入鋁阱的步驟在注入n型摻雜劑的步驟之后，以便鋁阱注入在兩淺n型注入之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中在注入n型摻雜劑的步驟之后，進(jìn)行首先注入p型摻雜劑，然后注入n型摻雜劑的步驟，以便在形成深p型注入和淺n型注入之前，形成一對(duì)漏區(qū)。
30.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中同時(shí)進(jìn)行注入n型摻雜劑和注入n型摻雜劑的步驟，以便同時(shí)形成淺n型注入和一對(duì)漏區(qū)。
31.一種制造碳化硅縱向功率MOSFET的方法，包括以下步驟在碳化硅襯底表面上，在漂移區(qū)中注入一對(duì)隔開的鋁阱；掩蔽碳化硅襯底表面上的漂移區(qū)，以在漂移區(qū)上所說一對(duì)鋁阱之間限定第一對(duì)開口；首先以形成深p型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；在不使各深p型注入通過各淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使各深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火，從而在碳化硅襯底的表面上，在兩淺n型注入之間，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)；在所說一對(duì)溝道形成區(qū)上和之間延伸的碳化硅襯底表面上，形成一對(duì)柵絕緣區(qū)；在相應(yīng)淺n型注入形成一對(duì)源接觸、柵接觸和漏接觸，并分別延伸在與淺n型注入相鄰的鋁阱上、在所說柵絕緣區(qū)上和與漂移區(qū)相對(duì)的碳化硅襯底的第二表面上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入p型摻雜劑的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入n型摻雜劑的步驟。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入硼的步驟；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括以形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入鈹?shù)牟襟E；及其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中首先注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E，其中然后注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中注入一對(duì)隔開的鋁阱的步驟在注入n型摻雜劑的步驟之后，以便鋁阱注入在淺n型注入之外。
38.一種制造碳化硅縱向功率MOSFET的方法，包括以下步驟在碳化硅襯底表面上，在漂移區(qū)中注入一對(duì)隔開的鋁阱；掩蔽碳化硅襯底表面上的漂移區(qū)，以在漂移區(qū)上所說一對(duì)鋁阱間限定第一對(duì)開口；首先以形成淺n型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入n型摻雜劑；電激活n型摻雜劑；然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口向碳化硅襯底注入p型摻雜劑；在不使各深p型注入通過各淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底的表面的條件下，以足以使各深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍各淺n型注入的碳化硅襯底的表面的溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火，從而在碳化硅襯底的表面上，在兩淺n型注入之間，在橫向擴(kuò)散的p型注入中形成一對(duì)溝道區(qū)；在所說一對(duì)溝道形成區(qū)上和之間延伸的碳化硅襯底表面，形成一對(duì)柵絕緣區(qū)；在淺n型注入形成一對(duì)源接觸、柵接觸和漏接觸，并分別延伸在與淺n型注入相鄰的鋁阱上、在所說柵絕緣區(qū)上和與漂移區(qū)相對(duì)的碳化硅襯底的第二表面上。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入n型摻雜劑的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入p型摻雜劑的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入硼的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括以形成淺n型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟；及其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括然后以相對(duì)于淺n型注入形成深p型注入的多個(gè)注入能量和劑量，通過第一對(duì)開口，在碳化硅襯底表面漂移區(qū)中注入氮的步驟。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入硼的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中首先注入n型摻雜劑的步驟包括注入氮的步驟，其中然后注入p型摻雜劑的步驟包括注入鈹?shù)牟襟E。
44.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中注入一對(duì)隔開的鋁阱的步驟在注入n型摻雜劑的步驟之后，以便鋁阱注入在淺n型注入之外。
全文摘要
通過掩模中的開口在碳化硅襯底中注入p型摻雜劑,形成深p型注入,從而制造碳化硅功率器件。N型摻雜劑通過掩模中相同開口注入到碳化硅襯底中,相對(duì)于深p型注入形成淺n型注入。以足以使深p型注入橫向擴(kuò)散到包圍淺n型注入的碳化硅襯底表面的溫度和時(shí)間,進(jìn)行退火,同時(shí)不使p型注入通過淺n型注入縱向擴(kuò)散到碳化硅襯底表面。因此,通過離子注入可以進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)淺和深注入,通過促使具有高擴(kuò)散系數(shù)的p型摻雜充分?jǐn)U散,同時(shí)具有低擴(kuò)散系數(shù)的n型摻雜劑保持相對(duì)固定的退火,可以形成很好控制的溝道。因此,可以在n型源周圍形成p－基區(qū)?？梢灾圃鞕M向和縱向功率MOSFETs。
文檔編號(hào)H01L29/12GK1304551SQ99807102
公開日2001年7月18日 申請(qǐng)日期1999年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月8日
發(fā)明者A·V·蘇沃羅夫, J·W·帕爾穆爾, R·辛格 申請(qǐng)人:克里公司