本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種碳化硅器件的制備方法及功率器件。

背景技術(shù)：

1、mosfet功率器件因具有開(kāi)關(guān)速度快,驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在便攜的電子設(shè)備、汽車(chē)電子、工業(yè)控制以及照明等不同領(lǐng)域。溝槽mosfet功率器件作為一種在vdmosfet基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型功率mosfet器件，溝槽型mosfet是一種具有垂直導(dǎo)電溝道的器件，在溝槽型mosfet處于導(dǎo)通的狀態(tài)下電流會(huì)垂直地從漏極端流向源極端。溝槽mosfet柵結(jié)構(gòu)不是與晶圓表面平行，而是位于溝槽中，垂直于表面，因此，占用的空間較少并且電流的流動(dòng)是垂直的。由于采用了縱向溝道結(jié)構(gòu)，則不存在jfet電阻，因此具有更高的溝道密度、更低的開(kāi)態(tài)特征電阻和更快的開(kāi)關(guān)速率，被公認(rèn)為下一代碳化硅功率半導(dǎo)體器件。

2、目前的溝槽mosfet存在阻斷狀態(tài)下柵氧的場(chǎng)強(qiáng)高的缺陷。為了保持碳化硅mosfet器件的長(zhǎng)期可靠性，阻斷狀態(tài)下柵氧的最高場(chǎng)強(qiáng)需要被限制在3mv/cm以下，而未加保護(hù)結(jié)構(gòu)的碳化硅溝槽mosfet阻斷狀態(tài)下柵氧場(chǎng)強(qiáng)常常達(dá)到8mv/cm以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于場(chǎng)強(qiáng)工作可靠性的要求。因此溝槽mosfet器件需要特殊的柵氧保護(hù)結(jié)構(gòu)以避免阻斷狀態(tài)的柵氧擊穿?，F(xiàn)有技術(shù)通常是在溝槽底部制作p-shield區(qū)，使該區(qū)域在阻斷狀態(tài)下的電場(chǎng)密度降低，從而達(dá)到提高器件阻斷耐壓的目的。但現(xiàn)有的p-shield區(qū)制作通常是先在晶圓上刻蝕溝槽，然后進(jìn)行掩膜淀積、光刻、刻蝕、側(cè)壁保護(hù)等工藝后才能進(jìn)行注入。這種方法的p-shield區(qū)的制備具有很多難點(diǎn)工藝，如掩膜深溝槽的填充、具有深臺(tái)階的光刻工藝、側(cè)壁保護(hù)等工藝，這會(huì)增加器件制備過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，增大器件制備難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種碳化硅器件的制備方法，通過(guò)刻蝕、注入及金屬接觸等工藝制備具有高耐壓的mosfet器件，其中在溝槽底部通過(guò)深結(jié)注入工藝引入p-shield區(qū)，使該區(qū)域在阻斷狀態(tài)下的電場(chǎng)密度降低，從而達(dá)到提高器件阻斷耐壓的目的。

2、本發(fā)明目的之一提供一種碳化硅器件的制備方法，包括：

3、在清洗后的晶圓上制備標(biāo)記圖形；

4、在形成標(biāo)記圖形的所述晶圓上形成pwell區(qū)；

5、在所述pwell區(qū)上形成n+區(qū)和p+區(qū)；

6、形成所述n+區(qū)和所述p+區(qū)的所述晶圓上注入p-shield區(qū)；

7、在形成所述p-shield區(qū)的上方晶圓刻蝕溝槽，并在所述晶圓上制備源極、柵極、漏極，得到碳化硅器件。

8、可選的，所述在形成標(biāo)記圖形的晶圓上形成pwell區(qū)，包括：

9、在晶圓上淀積掩膜；

10、通過(guò)涂膠曝光顯影光刻工藝，在晶圓上得到pwell圖形注入?yún)^(qū)；

11、在所述pwell圖形注入?yún)^(qū)進(jìn)行高溫離子注入，得到所述pwell區(qū)。

12、可選的，高溫離子注入過(guò)程中，通過(guò)傾斜旋轉(zhuǎn)的方式使注入離子，所述離子沿晶圓的晶軸方向注入，注入深度為0.8μm~1.8μm。

13、可選的，所述在形成n+區(qū)和p+區(qū)的晶圓上注入p-shield區(qū)，包括：

14、在晶圓上淀積掩膜；

15、通過(guò)涂膠曝光顯影光刻工藝，得到p-shield區(qū)注入圖形；

16、在所述p-shield區(qū)注入圖形處隧穿注入離子，并去除氧化膜掩膜。

17、可選的，所述p-shield區(qū)的頂部與所述pwell區(qū)之間的最小距離大于或等于0.5μm?。

18、可選的，所述在形成所述p-shield區(qū)的上方晶圓刻蝕溝槽，包括：

19、在晶圓上經(jīng)過(guò)涂膠曝光顯影光刻工藝，得到溝槽蝕刻區(qū)；

20、利用干法刻蝕工藝在溝槽蝕刻區(qū)上蝕刻溝槽。

21、可選的，所述在形成所述p-shield區(qū)的上方晶圓刻蝕溝槽的工藝前或后還包括：

22、對(duì)晶圓進(jìn)行表面保護(hù)后，通過(guò)高溫退火的方式激活注入離子。

23、可選的，所述制備源極前，還包括：

24、犧牲氧化：熱氧化晶圓表面及刻蝕槽內(nèi)部，然后去除氧化層；

25、多晶柵制備：采用熱氧化工藝形成柵氧層，所述柵氧層底部的厚度與側(cè)壁氧化層的厚度的比例大于2：1?；并采用lpcvd工藝向溝槽內(nèi)填充多晶硅，并進(jìn)行多晶硅的注入，再進(jìn)行全面刻蝕平面的多晶硅，保留溝槽內(nèi)的多晶硅。

26、場(chǎng)氧制備：生長(zhǎng)氧化硅，光刻圖形，然后刻蝕/腐蝕氧化硅。

27、可選的，所述多晶柵制備工藝中，多晶硅注入后進(jìn)行沉積，并分多次進(jìn)行注入和沉積工作。

28、本發(fā)明的目的之二是提供一種功率器件，該功率器件采用如上所述的碳化硅器件的制備方法來(lái)制作。

29、本發(fā)明的有益效果為：

30、本發(fā)明提供的一種碳化硅器件的制備方法及功率器件，方法在器件制備過(guò)程中，先制備p-shield區(qū)，然后進(jìn)行溝槽刻蝕和源極、柵極、漏極的制作，簡(jiǎn)化了制備流程，降低了制備工藝的難度，能夠得到高阻斷耐壓的器件。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅器件的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳化硅器件的制備方法，其特征在于：

10.一種功率器件，其特征在于，該功率器件采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的碳化硅器件的制備方法來(lái)制作。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種碳化硅器件的制備方法及功率器件，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，該碳化硅器件的制備方法包括：在清洗后的晶圓上制備標(biāo)記圖形；在形成標(biāo)記圖形的晶圓上形成Pwell區(qū)；在Pwell圖形注入?yún)^(qū)上形成N+區(qū)和P+區(qū)；形成N+區(qū)和P+區(qū)的晶圓上注入P?shield區(qū)；在形成P?shield區(qū)的晶圓刻蝕溝槽，并在晶圓上制備源極、柵極、漏極，得到碳化硅器件。該方法在器件制備過(guò)程中，先制備P?shield區(qū)，然后進(jìn)行溝槽刻蝕和源極、柵極、漏極的制作，簡(jiǎn)化了制備流程，降低了制備工藝的難度，能夠得到高阻斷耐壓的器件。

技術(shù)研發(fā)人員：葛歡,張丙可,朱濤,常樹(shù)丞,孫俊敏,何熒峰,李旭晗,劉德財(cái),魏曉光,金銳,楊霏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京智慧能源研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19