沟槽氧化层和沟槽栅的制备方法及半导体器件技术

本公开提供一种沟槽氧化层和沟槽栅的制备方法及半导体器件。该方法包括：以第二掩膜层作为掩蔽，注入氧离子到沟槽底部的外延层内，以在沟槽底部的外延层内形成氧离子注入区；去除覆盖于沟槽底部的第二掩膜层部分，并对外延层进行热氧化处理，以在沟槽底部形成第一氧化层；去除剩余的第二掩膜层部分；再次对外延层进行热氧化处理，以在沟槽侧壁上形成第二氧化层；其中，第一氧化层的厚度大于第二氧化层的厚度。通过在沟槽侧壁和沟槽底部形成第二掩膜层，避免氧离子注入到沟槽侧壁，抑制沟槽侧壁的栅氧生长速率，形成底部致密的厚栅氧化层(第一氧化层)，强化了沟槽底部抗击穿能力，且降低了器件的栅‑漏电容，开关特性得到改善。

【技术实现步骤摘要】
沟槽氧化层和沟槽栅的制备方法及半导体器件
本公开涉及半导体器件
，具体涉及一种沟槽氧化层和沟槽栅的制备方法及半导体器件。
技术介绍
SiC金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET)具有低导通电阻、开关速度快、耐高温等特点，在高压变频、新能源汽车、轨道交通等领域具有巨大的应用优势。由于SiC材料是宽禁带半导体材料中唯一可以直接通过热氧化形成生成SiO2的材料，这一优点简化了SiCMOSFET的制造工艺，使得SiCMOSFET受到极大关注。其中，沟槽栅型SiCMOSFET利用晶面高迁移率的沟道优势、元胞尺寸小等特点，可以获得更小的比接触电阻特性，输出更大的电流密度。然而，相对于平面栅型器件，沟槽栅型的器件存在沟槽侧壁和沟槽底部等不同晶面。在进行栅氧工艺时，氧化速率强烈依赖于SiC的晶面曲线，使得SiC沟槽侧壁氧化层的生长速率为底部的2倍以上，造成沟槽底部栅氧薄而侧壁厚，器件栅极充放电容大，沟槽底部电场应力比较大，容易造成器件栅极底部击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽氧化层的制备方法，其特征在于，包括：/n提供第一导电类型衬底，并在所述衬底上方形成第一导电类型外延层；/n在所述外延层上形成第一掩膜层，并在所述第一掩膜层上形成刻蚀窗口；/n通过所述刻蚀窗口，对所述外延层进行刻蚀，以在所述外延层表面形成沟槽；/n形成覆盖于所述第一掩膜层表面、所述刻蚀窗口侧壁、所述沟槽侧壁和底部的第二掩膜层；/n以所述第二掩膜层作为掩蔽，注入氧离子到所述沟槽底部的所述外延层内，以在所述沟槽底部的所述外延层内形成氧离子注入区；/n去除覆盖于所述沟槽底部的所述第二掩膜层部分，并对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽底部形成第一氧化层；其中，所述第一氧化层延伸至未形成氧...

【技术特征摘要】
1.一种沟槽氧化层的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一导电类型衬底，并在所述衬底上方形成第一导电类型外延层；
在所述外延层上形成第一掩膜层，并在所述第一掩膜层上形成刻蚀窗口；
通过所述刻蚀窗口，对所述外延层进行刻蚀，以在所述外延层表面形成沟槽；
形成覆盖于所述第一掩膜层表面、所述刻蚀窗口侧壁、所述沟槽侧壁和底部的第二掩膜层；
以所述第二掩膜层作为掩蔽，注入氧离子到所述沟槽底部的所述外延层内，以在所述沟槽底部的所述外延层内形成氧离子注入区；
去除覆盖于所述沟槽底部的所述第二掩膜层部分，并对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽底部形成第一氧化层；其中，所述第一氧化层延伸至未形成氧化层的所述沟槽侧壁靠近所述沟槽底部的一侧；
去除所述第一掩膜层和剩余的所述第二掩膜层部分；
再次对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽侧壁上形成第二氧化层；其中，所述第一氧化层的厚度大于所述第二氧化层的厚度。


2.根据权利要求1所述的沟槽氧化层的制备方法，其特征在于，所述沟槽侧壁包括相对的第一侧壁和第二侧壁；
以所述第二掩膜层作为掩蔽，注入氧离子到所述沟槽底部的所述外延层内，以在所述沟槽底部的所述外延层内形成氧离子注入区，包括以下步骤：
以所述第二掩膜层作为掩蔽，注入氧离子到所述沟槽底部和所述第一侧壁的所述外延层内，以在所述沟槽底部和所述第一侧壁的所述外延层内形成氧离子注入区。


3.根据权利要求2所述的沟槽氧化层的制备方法，其特征在于，去除覆盖于所述沟槽底部的所述第二掩膜层部分，并对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽底部形成第一氧化层，包括以下步骤：
去除覆盖于所述沟槽底部和所述第一侧壁的所述第二掩膜层部分，并对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽底部和所述第一侧壁上形成第一氧化层。


4.根据权利要求3所述的沟槽氧化层的制备方法，其特征在于，再次对所述外延层进行热氧化处理，以在所述沟槽侧壁上形成第二氧化层，包括以下步骤：
再次对所述外延层进行热氧化处理，以在所述第二侧壁上形成第二氧化层。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚瞻，罗烨辉，郑昌伟，赵艳黎，丁杰钦，焦莎莎，罗海辉，
申请(专利权)人：株洲中车时代半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43