【技术实现步骤摘要】
本申请属于半导体的，具体涉及一种沟槽型金氧半场效晶体管、其制作方法和应用。
技术介绍
1、碳化硅功率器件因其卓越的高压、高频、高温和高功率密度等器件特性，近年来在高效电能转换领域得到了迅速发展。
2、就结构上来说，碳化硅金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)具有平面型和沟槽型两种。沟槽型功率mosfet器件具有集成度高、导通电阻低、开关速度快、开关损耗小等优点，几乎在低压和高压领域全面地替代了平面型功率mosfet器件，成为了相关应用的主流。随着应用领域的广泛扩展及设备性能的不断提升，人们对更低导通电阻的沟槽型功率mosfet器件的需求也越来越高。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种沟槽型金氧半场效晶体管、其制作工艺和应用，以解决现有技术中如何提高金氧半场效晶体管器件的击穿电压和降低导通损耗的技术问题。
2、为实现上述目的，提出了本申请。
3、第一方面，本申请提供一种沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，包括：提供碳化硅衬底；形成n型碳化硅外延层于碳化硅外延层上，在所述n型碳化硅外延层刻蚀多个间隔设置的阶梯槽，形成n区；填充p型碳化硅外延层至所述阶梯槽内形成p型柱；在所述n型碳化硅外延层上形成体区；对所述体区上方进行源注入，形成源极；刻蚀多个沟槽，所述沟槽贯穿所述源极、所述体区和部分所述n型碳化硅外延层，且每个所述阶梯槽的两侧具有对称的两个所述
4、本实施例提供的技术方案，相对于现有技术其达到的有益效果为：通过本实施例中的方法将p型柱设计为阶梯状，以使得在金氧半场效晶体管承受反向耐压的时候，在漂移区内形成梯形分布的电场，大幅度提高器件击穿电压和降低导通电阻。
5、在本申请的一个实施例中，在所述沉积导体材料层于所述沟槽内，所述导体材料层和所述沟槽之间形成第二绝缘材料层，形成栅极之后，所述方法还包括：光刻及所述导体材料层刻蚀；于所述导体材料层的表面进行绝缘层介电层沉积，并刻蚀源极接触孔；刻蚀导体材料层表面至完全刻穿源极的区域；表面金属化，ni沉积合金，w沉积及表面金属沉积，形成金属层。
6、在本申请的一个实施例中，所述体区通过所述源极接触孔和所述金属层相连接。
7、在本申请的一个实施例中，所述形成n型碳化硅外延层于碳化硅外延层上，在所述n型碳化硅外延层刻蚀多个间隔设置的阶梯槽，至少包括以下步骤：沉积第一硬掩膜于所述n型碳化硅外延层并曝光刻蚀；第一次刻蚀所述n型碳化硅外延层，形成第一凹槽；沉积第一绝缘材料于所述第一凹槽的侧壁，以保护所述第一凹槽的侧壁；空白刻蚀去除所述第一凹槽的底部的第一绝缘材料；第二次刻蚀所述n型碳化硅外延层，形成第二凹槽，所述第二凹槽和所述第一凹槽形成所述阶梯槽；采用湿法去除所述n型碳化硅外延层的表面的第一绝缘材料。
8、在本申请的一个实施例中，所述阶梯槽呈上宽下窄的结构。
9、在本申请的一个实施例中，所述第一凹槽的槽宽是两个设于所述阶梯槽两侧的所述沟槽的宽度的一半。
10、在本申请的一个实施例中，所述p型柱的沿其高度方向的上方无n+注入，p型柱的两侧的存在n+注入，p型柱的两侧的n区形成半沟道结构。
11、在本申请的一个实施例中，相邻两个所述导体材料层跨所述p型柱相互连接，形成构造沟道，所述构造沟道和单个所述导体材料层间隔设置。
12、第二方面，本申请还提供了一种沟槽型金氧半场效晶体管，包括：碳化硅外延层；设于所述碳化硅外延层上的n型碳化硅外延层，所述n型碳化硅外延层设有多个间隔布局的阶梯槽，所述阶梯槽内设有p型碳化硅外延层；设于所述n型碳化硅外延层上的体区；设于所述体区上的源极，对所述源极进行源注入后，形成源极；其中，所述体区内设有多个沟槽，所述沟槽贯穿所述源极、所述体区和部分所述n型碳化硅外延层，且每个所述阶梯槽的两侧具有对称的两个所述沟槽；所述沟槽内设有多晶硅，形成栅极。
13、由于本申请实施例的沟槽型金氧半场效晶体管采用了上述实施例中制造方法的全部技术方案所得到的产品，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
14、第三方面，本申请还提供了一种沟槽型金氧半场效晶体管的应用，包括上述实施例中的所述的沟槽型金氧半场效晶体管。
15、由于本申请实施例的应用采用了上述实施例中沟槽型金氧半场效晶体管的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
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1.一种沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：在所述沉积导体材料层于所述沟槽内，所述导体材料层和所述沟槽之间形成第二绝缘材料层，形成栅极之后，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述体区通过所述源极接触孔和所述金属层相连接。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述形成N型碳化硅外延层于碳化硅外延层上，在所述N型碳化硅外延层刻蚀多个间隔设置的阶梯槽，至少包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述阶梯槽呈上宽下窄的结构。
6.根据权利要求4所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述第一凹槽的槽宽是两个设于所述阶梯槽两侧的所述沟槽的宽度的一半。
7.根据权利要求5或6所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述P型柱的沿其高度方向的上方无N+注入，P型柱的两
8.根据权利要求1至3、5或6任意一项所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：相邻两个所述导体材料层跨所述P型柱相互连接，形成构造沟道，所述构造沟道和单个所述导体材料层间隔设置。
9.一种沟槽型金氧半场效晶体管，其特征在于，包括：
10.一种沟槽型金氧半场效晶体管的应用，其特征在于，包括权利要求9所述的沟槽型金氧半场效晶体管。
...【技术特征摘要】
1.一种沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：在所述沉积导体材料层于所述沟槽内，所述导体材料层和所述沟槽之间形成第二绝缘材料层，形成栅极之后，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述体区通过所述源极接触孔和所述金属层相连接。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述形成n型碳化硅外延层于碳化硅外延层上，在所述n型碳化硅外延层刻蚀多个间隔设置的阶梯槽，至少包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的沟槽型金氧半场效晶体管的制作方法，其特征在于：所述阶梯槽呈上宽下窄的结构。
...【专利技术属性】
技术研发人员：柯行飞，李道会，
申请(专利权)人：蔚来动力科技合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：
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