[發明專利]碳化硅溝槽柵晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 202010625709.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111769156A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 崔京京;章劍鋒;黃玉恩
• 申請（專利權）人: 瑞能半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 杜立健

1.一種碳化硅溝槽柵晶體管，其特征在于，包括：

襯底層；

第一外延層，配置為第一導電類型，并層疊于所述襯底層上；

第二外延層，配置為第二導電類型，并層疊在所述第一外延層上；

第一溝槽，貫穿所述第二外延層，并且底部延伸到所述第一外延層中；

第二溝槽，貫穿所述第二外延層，并且底部延伸到所述第一外延層中，所述第二溝槽與所述第一溝槽的隔開間隔并圍繞所述第一溝槽的形成；

在所述第一溝槽與所述第二溝槽之間的所述第二外延層形成有源極接觸區和基極接觸區，

所述第一溝槽的內表面配置有絕緣介質膜，并填充有導電介質，

所述第二溝槽中填充有絕緣介質，

在所述第一外延層中的所述第二溝槽的底部周圍形成有所述第二導電類型的擴展區域。

2.根據權利要求1所述的碳化硅溝槽柵晶體管，其特征在于，

所述擴展區域與所述第二外延層相接且包圍所述第二溝槽的底部，并且所述擴展區域在所述第一外延層中沿著所述襯底層、所述第一外延層、所述第二外延層的層疊方向逐漸變窄。

3.根據權利要求2所述的碳化硅溝槽柵晶體管，其特征在于，

所述第二溝槽是圍繞所述第一溝槽的方形槽，

所述擴展區域在所述第二溝槽的靠近所述第一溝槽側以及與第一溝槽側相反的一側對稱地傾斜形成，

在與所述方形槽的一邊與所述層疊方向構成的截面上，所述擴展區域呈等腰梯形狀。

4.根據權利要求1或2所述的碳化硅溝槽柵晶體管，其特征在于，

所述第一溝槽和所述第二溝槽向所述第一外延層中延伸的高度相同。

5.根據權利要求1或2所述的碳化硅溝槽柵晶體管，其特征在于，

還包括：

與所述源極接觸區和所述基極接觸區相接觸地設置有源電極，

與所述第一溝槽內的所述導電介質相接觸地設置有柵電極，

在所述襯底層的與所述第一外延層的相反側設置有漏電極。

6.一種碳化硅溝槽柵晶體管制造方法，其特征在于，包括：

提供襯底層，

在所述襯底層上形成第一導電類型的第一外延層；

在所述第一外延層上形成第二導電類型的第二外延層；

在所述第二外延層形成相鄰的源極接觸區和基極接觸區；

在所述相鄰的源極接觸區和基極接觸區內部包圍的區域形成貫穿所述第一外延層并延伸到所述第二外延層中的第一溝槽；

在所述相鄰的源極接觸區和基極接觸區外部的、圍繞所述第一溝槽地形成貫穿所述第一外延層并延伸到所述第二外延層中的第二溝槽；

向所述第二溝槽注入離子而在所述第一外延層中形成第二導電類型的擴展區域，

在所述第一溝槽表面區域形成絕緣介質膜；

在所述第一溝槽的所述絕緣介質膜包圍的空間中填充導電介質；

在所述第二溝槽中填充絕緣介質。

7.根據權利要求6所述的碳化硅溝槽柵晶體管制造方法，其特征在于，

通過進行多次離子注入來形成所述第二導電類型的所述擴展區域，

其中，與前次的所述離子注入相比，在緊接之后的所述離子注入中，以比前次小的注入角度和比前次小的注入能量進行離子注入。

8.根據權利要求7所述的碳化硅溝槽柵晶體管制造方法，其特征在于，

在形成所述擴展區域的每次離子注入中，旋轉待成型的碳化硅溝槽柵晶體管，以朝向所述第二溝槽均勻地進行離子注入。

9.根據權利要求7的碳化硅溝槽柵晶體管制造方法，其特征還在于，

所述第二溝槽為方形槽，在每次離子注入中，將待成型的碳化硅溝槽柵晶體管旋轉90度，共旋轉四次來均勻地進行離子注入。

10.根據權利要求6所述的碳化硅溝槽柵晶體管制造方法，其特征在于，

在形成所述第一溝槽和所述第二溝槽的步驟中，通過刻蝕而使所述第一溝槽和所述第二溝槽在所述第一外延層中延伸的深度相同。