[發明專利]具有終端保護結構的碳化硅器件的制造方法

在審

• 申請號: 202210727738.2
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN115188810A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 黃海濤;陳偉;張永熙
• 申請（專利權）人: 上海瞻芯電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/06;H01L21/762;H01L21/336
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及一種具有終端保護結構的碳化硅器件的制造方法，該方法包括：在碳化硅襯底上生成第一介質層；在襯底中形成目標區域，去除第一介質層，目標區域包括JFET區域、體區域、N型源摻雜區域和P型摻雜區域；在目標區域的上方生成柵極區域，對襯底進行刻蝕形成隔離溝槽；在預設覆蓋對象上方形成連續的第二介質層，預設覆蓋對象至少包括隔離溝槽；在第二介質層上生成金屬場板，完成碳化硅器件的制造；碳化硅器件的終端保護結構包括隔離溝槽、第二介質層和金屬場板，隔離溝槽的位置與JFET區域、N型源摻雜區域和P型摻雜區域均不同。器件中終端保護結構的特征長度短、所占面積小、性能好、工藝簡單，能夠減小器件尺寸，降低成本。

技術領域

本公開涉及半導體器件制造技術領域，尤其涉及一種具有終端保護結構的碳化硅器件的制造方法。

背景技術

高壓功率半導體器件一般多設置有終端保護結構，該終端保護結構可以減小局部電場、提高表面擊穿電壓及可靠性、使器件實際擊穿電壓更接近平行平面結理想值而專門設計的特殊保護結構。相關技術中，終端保護結構存在長度大、占用芯片面積大、工藝復雜、成本高的問題，例如，擊穿電壓為1200V左右的器件，其結終端保護結構的尺寸大約為100μm甚至更長。

發明內容

有鑒于此，本公開提出了一種具有終端保護結構的碳化硅器件的制造方法，以解決上述技術問題。

根據本公開的一方面，提供了一種具有終端保護結構的碳化硅器件的制造方法，包括：

在襯底上生成第一介質層，所述襯底的材料包括碳化硅；

在所述襯底中形成所述碳化硅器件的目標區域，并去除所述第一介質層，所述目標區域包括JFET區域、體區域、N型源摻雜區域和P型摻雜區域；

在所述目標區域的上方生成柵極區域，以及對所述襯底進行刻蝕形成隔離溝槽；

在預設覆蓋對象上方形成連續的第二介質層，所述預設覆蓋對象至少包括所述隔離溝槽；

在所述第二介質層上對應于所述隔離溝槽的表面生成金屬場板，完成所述碳化硅器件的制造；

其中，所述碳化硅器件的終端保護結構包括所述隔離溝槽、所述第二介質層和所述金屬場板，所述隔離溝槽的位置與所述JFET區域、所述N型源摻雜區域和所述P型摻雜區域均不同。

在一種可能的實現方式中，在所述目標區域的上方生成柵極區域，以及對所述襯底進行刻蝕形成隔離溝槽，包括：

對所述襯底進行刻蝕，形成隔離溝槽；

在所述襯底上方以及所述隔離溝槽表面形成場氧化層；

基于所述襯底上方需要覆蓋的柵介質層的形狀和尺寸，對所述場氧化層進行刻蝕，得到刻蝕后場氧化層；

在裸露的所述襯底的上方生成柵介質層，以及在所述柵介質層和所述刻蝕后場氧化層上方生成和多晶硅層；

對所述多晶硅層進行刻蝕，以在所述目標區域的上方生成柵極區域；

其中，所述預設覆蓋對象還包括：裸露的所述柵介質層、剩余的所述多晶硅層和所述刻蝕后場氧化層；所述終端保護結構還包括所述刻蝕后場氧化層。

在一種可能的實現方式中，在所述目標區域的上方生成柵極區域，以及對所述襯底進行刻蝕形成隔離溝槽，包括：

對所述襯底進行刻蝕形成隔離溝槽；

在所述襯底上方依次生成柵介質層和多晶硅層；

對所述多晶硅層進行刻蝕，以在所述目標區域的上方生成柵極區域；

其中，所述預設覆蓋對象還包括：裸露的所述柵介質層和剩余的所述多晶硅層。