一种沟槽型碳化硅晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体技术领域，公开了一种沟槽型碳化硅晶体管，包括碳化硅半导体薄膜、基区掺杂区、源区掺杂区、栅沟槽、绝缘介质薄膜Ⅰ、绝缘介质薄膜Ⅱ、栅电极、基区导电薄膜、隔离介质薄、源电极和漏电极。本发明专利技术将主结边缘刻蚀成台面形状，改变了器件中结边缘的形貌，从而缓解结边缘附近电场集中，提高了器件反向击穿电压、耐压性能和可靠性。本发明专利技术还公开了一种沟槽型碳化硅晶体管的制备方法，在制备栅氧化层时，首先在栅沟槽内沉积多晶硅或非晶硅，然后再对其进行刻蚀和氧化，以此来加强沟槽底部栅氧化层的厚度，防止栅氧化层被击穿，进一步提高了晶体管的可靠性。提高了晶体管的可靠性。提高了晶体管的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种沟槽型碳化硅晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种沟槽型碳化硅晶体管及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着近代电子技术及其应用的高速发展，功率器件在结构与性能上都有了很大的发展，尤其是以硅(Si）为代表的功率器件推动了光电子和微电子技术的飞速发展。但是随着超结、沟槽以及绝缘栅双极晶体管等技术的出现和普及，硅基功率器件的性能已经趋近材料的极限，很多情况下只能工作在低于250℃的环境中，尤其是遇到高温、大功率、高频或极强辐射等环境同时存在时，传统的硅基功率器件已经不能满足工作要求，硅基功率器件性能的每一次微小提升都需要付出巨大的代价，这促使人们不得不追寻具有更加优秀性能的新型半导体材料——碳化硅（SiC）。
[0003]碳化硅作为第三代半导体材料，具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率高、载流子饱和迁移率高和抗辐照能力强等突出优点，尤其适合现代功率电子系统涉及的高温、高压、大电流、高频和高辐照等恶劣应用环境。在碳化硅功率器件的设计、开发和其应用技术方面，与相同功率电压等级的硅基功率器件相比，碳化硅功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟槽型碳化硅晶体管，包括碳化硅薄膜（1），所述碳化硅薄膜（1）自下而上依次包括衬底（101）、缓冲层（102）和外延薄膜（103），其特征在于：外延薄膜（103）为“凸”字形；沿着外延薄膜（103）顶部轮廓设置有“几”字形基区掺杂区（2），基区掺杂区（2）中间凸台的上表面设置有源区掺杂区（3）；还包括贯穿基区掺杂区（2）和源区掺杂区（3）的栅沟槽（4），且栅沟槽（4）延伸到外延薄膜（103）内部；所述栅沟槽（4）底部设有“凹”字形绝缘介质薄膜Ⅰ（5），栅沟槽（4）侧壁设置有绝缘介质薄膜Ⅱ（6），栅沟槽（4）内还填充有与“凹”字形底部绝缘介质薄膜相匹配的“T”字形栅电极（7）；所述基区掺杂区（2）的凸台两侧的平台上还设置有基区导电薄膜（8）；栅电极（7）、源区掺杂区（3）和基区导电薄膜（8）的顶部自下而上还设置有隔离介质薄膜（9）和源电极（10）；衬底（101）下表面还设置有漏电极（11）。2.根据权利要求1所述的沟槽型碳化硅晶体管，其特征在于：沟槽型碳化硅晶体管为MOSFET器件，衬底（101）、缓冲层（102）、外延薄膜（103）和源区掺杂区（3）的掺杂类型均为第一导电类型，基区掺杂区（2）的掺杂类型为第二导电类型，且第一导电类型和第二导电类型掺杂类型相反；其中，掺杂类型为N型或P型，若为N型掺杂，掺杂杂质为氮或者磷；若为P型掺杂，掺杂杂质为铝或者硼，其掺杂浓度为1
×
10
14
～5
×
10
21
cm
‑3。3.根据权利要求1所述的沟槽型碳化硅晶体管，其特征在于：沟槽型碳化硅晶体管为IGBT器件，缓冲层（102）、外延薄膜（103）和源区掺杂区（3）的掺杂类型均为第一导电类型；衬底（101）和基区掺杂区（2）的掺杂类型均为第二导电类型，且第一导电类型和第二导电类型掺杂类型相反；其中，掺杂类型为N型或P型，若为N型掺杂，掺杂杂质为氮或者磷；若为P型掺杂，掺杂杂质为铝或者硼，其掺杂浓度为1
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21
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‑3。4.基于权利要求1
‑
3任一权利要求所述的沟槽型碳化硅晶体管，还包括一种沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1，在碳化硅薄膜（1）的外延薄膜（103）上表面通过二次外延或者离子注入依次形成第一基区掺杂区（201）和源区掺杂区（3）；步骤S2，在源区掺杂区（3）上表面通过介质薄膜沉积、光刻和刻蚀形成图形化掩膜层Ⅰ（12），并通过刻蚀在样品上端两侧形成基区沟道（13），使得样品整体呈“凸”字形；步骤S3，沿着外延薄膜（103）两侧的轮廓通过离子注入工艺形成第二基区掺杂区（202）；步骤S4，去除图形化掩膜层Ⅰ（...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑柳，何志，
申请(专利权)人：重庆伟特森电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：