[發(fā)明專利]一種具有垂直溝道的碳化硅器件及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210961892.6
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115332357A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雪萌;王艷穎;錢曉霞;湯藝
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興斯達微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/739;H01L21/336;H01L21/331
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳軼淳

1.一種具有垂直溝道的碳化硅器件，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底具有第一摻雜類型；

外延層，所述外延層形成于所述襯底的上方，所述外延層具有所述第一摻雜類型；

一對阱區(qū)，所述阱區(qū)埋設(shè)于所述外延層中，所述阱區(qū)具有第二摻雜類型；

一對第一溝槽，所述第一溝槽形成于所述外延層中，所述第一溝槽的底部到達所述阱區(qū)中；

柵氧化層，所述柵氧化層形成于外延層上方，并沿所述第一溝槽的側(cè)壁延伸至所述阱區(qū)的上方；

多晶硅層，所述多晶硅層形成于所述柵氧化層上方，并沿所述第一溝槽的側(cè)壁延伸至所述第一溝槽的底部；

層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層形成于所述外延層和所述多晶硅層上方；

一對第一接觸孔，所述第一接觸孔形成于所述第一溝槽的上方，所述第一接觸孔穿過所述層間介質(zhì)層到達所述阱區(qū)；

第二接觸孔，所述第二接觸孔形成于所述層間介質(zhì)層中并到達所述多晶硅層，所述第二接觸孔位于所述第一溝槽之間的區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件，其特征在于，所述碳化硅器件還包括：

結(jié)型區(qū)，所述結(jié)型區(qū)形成于所述外延層中，并分布于所述阱區(qū)的兩側(cè)，結(jié)型區(qū)具有第一摻雜類型；

輸送層，所述輸送層形成于所述外延層中，并覆蓋于所述結(jié)型區(qū)的上方，輸送層具有第一摻雜類型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件，其特征在于，所述碳化硅器件還包括：

阱區(qū)接觸區(qū)，所述阱區(qū)接觸區(qū)形成于所述阱區(qū)中，并位于所述第一接觸孔下方；

源區(qū)，所述源區(qū)形成于所述第一溝槽底部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件，其特征在于，所述第一接觸孔和所述第二接觸孔中填充有金屬介質(zhì)；

所述碳化硅器件還包括：

一對第一金屬層，所述第一金屬層形成于所述第一接觸孔上方；

第二金屬層，所述第二金屬層形成于所述第二接觸孔上方；

第三金屬層，所述第三金屬層形成于所述襯底的下方。

5.一種碳化硅器件的制備方法，其特征在于，用于實施權(quán)利要求1-4任意一項所述的碳化硅器件，包括：

步驟S1：于襯底上形成外延層；

步驟S2：于所述外延層中形成阱區(qū)，并刻蝕第一溝槽；

步驟S3：于所述外延層上依次制備柵氧化層和多晶硅層；

步驟S4：形成層間介質(zhì)層并刻蝕第一接觸孔和第二接觸孔；

步驟S5：制備形成第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

步驟S11：對所述襯底進行外延形成所述外延層；

步驟S12：對所述外延層進行離子注入以形成結(jié)型區(qū)；

步驟S13：于所述結(jié)型區(qū)的上半部分進行離子注入形成輸送層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21：于所述外延層中進行離子注入，以形成所述阱區(qū)；

步驟S22：對所述外延層的兩側(cè)分布進行刻蝕以形成一對所述第一溝槽；

步驟S23：于所述第一溝槽底部進行離子注入形成源區(qū)；

步驟S24：對所述源區(qū)下方進行離子注入形成阱區(qū)接觸區(qū)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S31：在所述外延層上方生長柵氧化層；

步驟S32：于所述柵氧化層上方淀積多晶硅，形成多晶硅中間層；

步驟S33：對所述多晶硅中間層上預(yù)定要形成所述第一接觸孔的區(qū)域進行刻蝕，以形成所述多晶硅層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

步驟S41：于所述多晶硅層上方淀積形成所述層間介質(zhì)層；

步驟S42：于所述第一溝槽的中心位置對所述層間介質(zhì)層進行刻蝕并填充金屬形成所述第一接觸孔，并于所述層間介質(zhì)層的中心位置進行刻蝕并填充金屬形成所述第二接觸孔。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

步驟S51：于所述層間介質(zhì)層上方淀積金屬，隨后進行刻蝕，以保留所述第一接觸孔和所述第二接觸孔上方的區(qū)域，形成所述第一金屬層和所述第二金屬層；

步驟S52：在所述襯底背面形成所述第三金屬層。