【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法。
技术介绍
1、具有沟槽栅极结构的碳化硅器件(sic mosfet with trench gate)是一种区别于传统硅衬底和水平沟道的半导体器件。然而目前对于这种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成工艺仍然存在缺陷，导致器件性能和可靠性得不到保证。
2、因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。
技术实现思路
1、本申请提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法，可以在单个栅极沟槽中形成双栅极结构，提高器件性能。
2、本申请的一个方面提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括碳化硅衬底以及位于所述碳化硅衬底表面的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层中形成有栅极沟槽；在所述栅极沟槽底部和侧壁形成第一栅极介质层以及填满所述栅极沟槽的第一绝缘填充层；刻蚀去除位于所述栅极沟槽侧壁的部分第一栅极介质层以及部分第一绝缘填充层形成第一沟槽；在所述第一沟槽暴露的栅极沟槽侧壁形成不填满所述第一沟槽的第二栅极介质层；在所述第二栅极介质层侧壁形成填满所述第一沟槽的沟槽栅极；形成贯穿所述第一绝缘填充层和第一栅极介质层电连接所述栅极沟槽底部的碳化硅外延层的第一接触结构。
3、在本申请的一些实施例中，刻蚀去除位于所述栅极沟槽侧壁的部分第一栅极介质层以及部分第一绝缘填充层形成第一沟槽的方法包括：在所述碳化硅外延层表面形成图案化的掩膜层，所述图案化的掩膜层定义所述第一沟槽的
4、在本申请的一些实施例中，在所述碳化硅外延层表面形成所述图案化的掩膜层的方法包括：在所述碳化硅外延层表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层包括暴露所述第一栅极介质层以及第一绝缘填充层的第一开口；在所述第一开口侧壁形成牺牲侧墙，所述牺牲侧墙定义所述第一沟槽的位置；在所述牺牲侧墙之间形成填满所述第一开口的第二掩膜层；去除所述牺牲侧墙形成第二开口，所述第一掩膜层和所述第二掩膜层构成所述图案化的掩膜层，所述第二开口定义所述第一沟槽的位置。
5、在本申请的一些实施例中，所述第一栅极介质层的厚度大于所述第二栅极介质层的厚度。
6、在本申请的一些实施例中，所述碳化硅器件的形成方法还包括：在所述沟槽栅极表面形成第二接触结构。
7、在本申请的一些实施例中，所述碳化硅器件的形成方法还包括：在所述第二接触结构之间形成与所述第二接触结构顶面平齐的第二绝缘填充层，所述第一接触结构还贯穿所述第二绝缘填充层。
8、本申请的另一个方面还提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件，包括：基底，所述基底包括碳化硅衬底以及位于所述碳化硅衬底表面的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层中形成有栅极沟槽；位于所述栅极沟槽底部和侧壁的第一栅极介质层以及填满所述栅极沟槽的第一绝缘填充层；位于所述栅极沟槽侧壁的部分第一栅极介质层以及部分第一绝缘填充层中的第一沟槽；位于所述第一沟槽暴露的栅极沟槽侧壁不填满所述第一沟槽的第二栅极介质层；位于所述第二栅极介质层侧壁填满所述第一沟槽的沟槽栅极；贯穿所述第一绝缘填充层和第一栅极介质层电连接所述栅极沟槽底部的碳化硅外延层的第一接触结构。
9、在本申请的一些实施例中，所述第一栅极介质层的厚度大于所述第二栅极介质层的厚度。
10、在本申请的一些实施例中，所述碳化硅器件还包括：位于所述沟槽栅极表面的第二接触结构。
11、在本申请的一些实施例中，所述碳化硅器件还包括：位于所述第二接触结构之间与所述第二接触结构顶面平齐的第二绝缘填充层，所述第一接触结构还贯穿所述第二绝缘填充层。
12、本申请提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法，可以在单个栅极沟槽中形成双栅极结构，提高器件性能。
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1.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，刻蚀去除位于所述栅极沟槽侧壁的部分第一栅极介质层以及部分第一绝缘填充层形成第一沟槽的方法包括：
3.如权利要求2所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，在所述碳化硅外延层表面形成所述图案化的掩膜层的方法包括：
4.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述第一栅极介质层的厚度大于所述第二栅极介质层的厚度。
5.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述沟槽栅极表面形成第二接触结构。
6.如权利要求5所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第二接触结构之间形成与所述第二接触结构顶面平齐的第二绝缘填充层，所述第一接触结构还贯穿所述第二绝缘填充层。
7.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的碳化硅器件，其特征在于，所述第一栅极介质层的厚度大于所述第二栅极介质层的厚度。
9.如权利要
10.如权利要求9所述的碳化硅器件，其特征在于，还包括：位于所述第二接触结构之间与所述第二接触结构顶面平齐的第二绝缘填充层，所述第一接触结构还贯穿所述第二绝缘填充层。
...【技术特征摘要】
1.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，刻蚀去除位于所述栅极沟槽侧壁的部分第一栅极介质层以及部分第一绝缘填充层形成第一沟槽的方法包括：
3.如权利要求2所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，在所述碳化硅外延层表面形成所述图案化的掩膜层的方法包括：
4.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述第一栅极介质层的厚度大于所述第二栅极介质层的厚度。
5.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述沟槽栅极表面形成第二接触结构。
6.如权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，周永昌，
申请(专利权)人：飞锃半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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