[發(fā)明專利]具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611224131.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106783956A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋慶文;袁昊;湯曉燕;元磊;張藝蒙;張玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/04
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)61223
• 代理人: 潘宏偉

1.一種具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

碳化硅襯底層(101)；

形成于所述碳化硅襯底層(101)上第一半導(dǎo)體層(102)，所述第一半導(dǎo)體層(102)具有第一導(dǎo)電類型；

設(shè)置于所述第一半導(dǎo)體層(102)表面的多個溝槽結(jié)構(gòu)，多個溝槽結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置，每個所述溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽側(cè)壁(104)與溝槽底部(105)之間的夾角為90°～145°；

覆蓋于所述溝槽結(jié)構(gòu)上方的鈍化層(106)；

多個場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)，所述場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)具有第二導(dǎo)電類型，每個所述溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽側(cè)壁(104)下方與溝槽底部(105)下方均對應(yīng)設(shè)有一個場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)，所述場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)設(shè)于所述第一半導(dǎo)體層(102)內(nèi)，且每個溝槽結(jié)構(gòu)下方的所述場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)鄰靠溝槽側(cè)壁(104)和溝槽底部(105)設(shè)置，并包圍上方對應(yīng)的溝槽結(jié)構(gòu)；

有源區(qū)(107)，所述有源區(qū)(107)具有第二導(dǎo)電類型，所述有源區(qū)(107)設(shè)置于所述第一半導(dǎo)體層(102)內(nèi)，且與所述鈍化層(106)部分接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層(102)的材料為碳化硅輕摻雜N型半導(dǎo)體材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝槽結(jié)構(gòu)的深度大于0μm小于等于2μm，寬度為1μm～10μm，且多個溝槽結(jié)構(gòu)之間間距為1μm～10μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝槽結(jié)構(gòu)的深度大于等于0.5μm，小于等于1μm，寬度為1.5μm～3.5μm，且多個溝槽結(jié)構(gòu)之間間距為2μm～3μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)的深度大于0μm小于等于1μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有源區(qū)(107)的深度為大于0μm，小于等于1μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳化硅襯底層(101)的厚度為400μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有側(cè)壁可變角度的溝槽場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：在碳化硅襯底層(101)上通過外延生長形成具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層(102)；

S2：在第一半導(dǎo)體層(102)表面形成掩模層并光刻開孔，通過等離子體刻蝕控制溝槽側(cè)壁與底部角度，形成多個溝槽結(jié)構(gòu)；

S3：清洗掩模層，在第一半導(dǎo)體層(102)表面形成新的掩模層，通過在溝槽處進行離子注入形成具有第二導(dǎo)電類型的場限環(huán)結(jié)構(gòu)(103)，在溝槽一側(cè)進行離子注入形成有源區(qū)(107)；

S4：在溝槽表面進行碳膜保護，通過高溫退火對注入離子進行激活；

S5：去除碳膜，在溝槽上方形成絕緣鈍化層(106)。