[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210961892.6
• 申請(qǐng)日: 2022-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN115332357A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪萌;王艷穎;錢曉霞;湯藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興斯達(dá)微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/786
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明涉及碳化硅功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有垂直溝道的碳化硅器件及制備方法，包括：襯底；外延層，形成于襯底的上方；一對(duì)阱區(qū)，埋設(shè)于外延層中；一對(duì)第一溝槽，形成于外延層中，底部到達(dá)阱區(qū)；柵氧化層，形成于外延層上，并沿第一溝槽的側(cè)壁延伸至阱區(qū)；多晶硅層，形成于柵氧化層上，并沿第一溝槽的側(cè)壁延伸至底部；層間介質(zhì)層，形成于外延層和多晶硅層上方。有益效果在于：通過設(shè)置第一溝道并使得柵氧化層和多晶硅層沿第一溝道的側(cè)壁延伸至阱區(qū)，在第一溝道內(nèi)形成11?20晶向或1?100晶向的垂直導(dǎo)電溝道，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的平面型導(dǎo)電溝道提高了電子遷移率，減小了導(dǎo)通電阻。同時(shí)，第一溝槽底部的設(shè)置有阱區(qū)，在反向阻斷時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電場(chǎng)的屏蔽。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳化硅功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有垂直溝道的碳化硅器件及制備方法。

背景技術(shù)

碳化硅器件，指以碳化硅為材料的半導(dǎo)體器件，由于碳化硅具有寬的禁帶寬度、高擊穿電場(chǎng)、高熱傳導(dǎo)率和高電子飽和速率的物理性能，使其有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等優(yōu)點(diǎn)，可降低下游產(chǎn)品能耗，因此在新能源汽車、軌道交通、光伏儲(chǔ)能以及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，已存在有較多的碳化硅材質(zhì)的半導(dǎo)體器件。比如，中國(guó)專利CN202210299125.3公開了一種集成P型溝道的高可靠性碳化硅MOSFET器件，其是通過依次制備N型襯底、N型外延層、體內(nèi)P接觸區(qū)、槽柵介質(zhì)、P+shield區(qū)、源電極、槽柵、平面柵、P+接觸區(qū)、N+接觸區(qū)、P-body區(qū)、漏極從而實(shí)現(xiàn)較好的器件性能。

但是，在實(shí)際實(shí)施過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述的碳化硅器件，由于采用了平面型溝道，因此其在導(dǎo)通后溝道內(nèi)電子遷移率較低，進(jìn)而使得溝道部分電阻變大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種具有垂直溝道的碳化硅器件；另一方面，還提供一種適用于該碳化硅器件的制備方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種具有垂直溝道的碳化硅器件，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(duì)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(duì)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(dá)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(duì)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(dá)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(dá)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。

優(yōu)選地，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)；

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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，所述第一接觸孔和所述第二接觸孔中填充有金屬介質(zhì)；