半导体器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制备方法，半导体器件包括:半导体层,具有相对的第一和第二表面；沟槽栅,其处于半导体层中，沿着与第一和第二表面平行的第一方向延伸并且从第一表面延伸到半导体层内部,沟槽栅具有远离第二表面的栅开口端；第一导电类型的源极区和第二导电类型的沟道区，在沟槽栅的深度方向上源极区和沟道区在第二表面上的正投影至少部分重叠，源极区具有远离第二表面的源开口端，源开口端越远离第二表面在第二方向上的宽度越小，第二方向与第一和第二表面平行，第一方向垂直于第二方向；绝缘层，处于源开口端的远离第二表面的一侧；接触沟槽，其在沟槽栅的深度方向上从绝缘层延伸穿过源开口端到达沟道区。方向上从绝缘层延伸穿过源开口端到达沟道区。方向上从绝缘层延伸穿过源开口端到达沟道区。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子器件领域，具体涉及一种半导体器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]诸如沟槽栅型场效应晶体管之类的半导体器件由于其优良性能而受到越来越多的关注。如图1和图2所示，沟槽栅型场效应晶体管通常包括形成在半导体层中的源极区10、沟道区11、漏极区12、沟槽栅13和连接至沟道区11的接触沟槽14。该半导体器件的沟道区11(即，两个相邻的沟槽栅13之间的台面)的第一宽度W1决定了该半导体器件沟道区11的电流密度。为了增大电流密度，需要减小沟道区11的第一宽度W1。减小的第一宽度W1相应地会导致其上方的接触沟道14的第二宽度W2变得更小。对于图1所示的现有技术的半导体器件，采用目前常用的0.18微米功率平台工艺接触光刻技术，沟道区11的第一宽度W1可以做到大致小于1微米，而第二宽度W2可以做到大致小于0.3微米。
[0003]为了进一步增大电流密度，需要进一步减小沟道区11的第一宽度W1和对应的接触沟槽14的第二宽度W2，而采用这一目标对于目前常用的0.18微米功率平台工艺接触光刻技术而言是很难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件,包括:半导体层,具有相对的第一表面和第二表面；沟槽栅,其处于所述半导体层中，沿着与第一表面和第二表面平行的第一方向延伸并且在深度方向上从第一表面延伸到半导体层内部,所述沟槽栅具有远离所述第二表面的栅开口端；第一导电类型的源极区和第二导电类型的沟道区，处于半导体层中并且在所述沟槽栅的深度方向上所述源极区和所述沟道区在所述第二表面上的正投影至少部分重叠，所述源极区相对于所述沟道区远离所述第二表面，以及所述源极区具有远离所述第二表面的源开口端，所述源开口端越远离所述第二表面在第二方向上的宽度越小，其中，第二方向与第一表面和第二表面平行，并且第一方向垂直于第二方向；绝缘层，所述绝缘层处于所述源开口端的远离所述第二表面的一侧；以及接触沟槽，其在所述沟槽栅的深度方向上从所述绝缘层延伸穿过所述源开口端到达所述沟道区。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述源开口端的远离所述第二表面的源顶面相对于所述栅开口端的远离所述第二表面的栅顶面更加远离所述第二表面。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述源顶面与所述栅顶面在所述沟槽栅的深度方向上的距离在0.45μm至0.9μm范围内。4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述栅顶面具有在第二方向上从边缘区域向中间区域凹入的凹陷部分。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述绝缘层还处于所述沟槽栅的远离所述第二表面的一侧；以及所述绝缘层在与所述栅顶面的凹陷部分对应的位置具有在第二方向上从边缘区域向中间区域凹入的凹陷部分。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述绝缘层与所述沟槽栅的栅顶面共形。7.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述绝缘层还处于所述沟槽栅的远离所述第二表面的一侧；以及所述绝缘层在远离所述第二表面的一侧具有平坦表面。8.根据权利要求5至7中任意一项所述的半导体器件，其中，所述绝缘层完全覆盖所述沟槽栅和所述源极区二者的远离所述第二表面的一侧。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的半导体器件，其中，所述绝缘层还延伸到所述半导体层中作为所述沟槽栅的栅绝缘层，以将所述沟槽栅与所述源极区和所述沟道区隔离开。10.根据权利要求1至9中任意一项所述的半导体器件，其中，所述半导体层的材料是以下材料的最少一种：Si、SiC或GaN，以及所述绝缘层的材料为是以下材料的最少一种：SiO、SION、SICN、SIOF或SIOCN。11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体器件，其中，所述沟道区在第二方向上的宽度小于0.6μm；以及所述接触沟槽在第二方向上的宽度小于0.2μm。12.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体器件,其中,所述源开口端沿着所述第
二方向和所述沟槽栅的深度方向的平面的截面为梯形；所述梯形的朝向所述第二表面的一侧为所述梯形的顶边，所述梯形与所述第二表面相对的一侧为所述梯形的底边，所述梯形的顶边长度小于所述底边的长度，并且所述顶边与所述底边之间为所述梯形的斜边；以及所述斜边与所述底边之间的角度范围在55
°
至85
°
之间。13.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：制备半导体层，其具有相对的第一表面和第二表面；从所述第一表面一侧在所述半导体层中形成沟槽栅，使所述沟槽栅沿着平行于所述第一表面和所述第二表面的第一方向延伸、从所述第一表面延伸到半导体层内部并且具有远离所述第二表面的栅开口端；从所述第一表面一侧在所述半导体层中形成第一导电类型的源极材料区和第二导电类型的沟道区，使得在所述沟槽栅的深度方向上所述源极材料区和所述沟道区在所述第二表面上的正投影至少部分重叠，并且所述源极材料区相对于所述沟道区远离所述第二表面；在所述源极材料区的远离所述第二表面的一侧形成绝缘层，使得所述源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张须坤，朱春林，姜克，左慧玲，向军利，施金汕，方园，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：