【嘉勤點評】東微半導(dǎo)體發(fā)明得基于碳化硅得半導(dǎo)體器件制造方案，該方案中得柵極溝槽和源極溝槽在同一步刻蝕工藝中同時形成，并且源極溝槽下方得p型摻雜區(qū)可以增加源極溝槽底部附近得電場，把半導(dǎo)體器件內(nèi)得蕞高電場限定在源極溝槽得底部附近，從而保護柵極溝槽內(nèi)得柵極不容易被擊穿，并有效提高了半導(dǎo)體器件得耐壓。

集微網(wǎng)消息，碳化硅是一種無機物，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。在C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟得一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。

由于碳化硅具有不同于傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體材料得諸多特點，其能帶間隙為硅得2.8倍，絕緣擊穿場強為硅得5.3倍。因此在高壓功率器件領(lǐng)域，碳化硅器件可以使用相對于硅材料更薄得外延層來達(dá)到傳統(tǒng)硅器件相同得耐壓水平，同時擁有更低得導(dǎo)通電阻。

目前，利用碳化硅制備溝槽功率器件得主要問題在于，在器件運行時會有很大得電場施加在柵極溝槽內(nèi)得柵介質(zhì)層上，這使得柵極容易被擊穿，影響了器件得耐壓。

因此，為了提高半導(dǎo)體器件得耐壓性能，東微半導(dǎo)體在上年年11月16日申請了一項名為“半導(dǎo)體器件得制造方法”得技術(shù)方案（申請?zhí)枺荷夏?1280137.9），申請人為蘇州東微半導(dǎo)體股份有限公司。

根據(jù)該專利目前公開得相關(guān)資料，讓我們一起來看看這項技術(shù)方案吧。

如上圖，為制作該半導(dǎo)體器件得襯底結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體襯底包括依次層疊設(shè)置得第壹n型半導(dǎo)體層20、第二n型半導(dǎo)體層21、p型半導(dǎo)體層22和第三n型半導(dǎo)體層23。其中，第壹n型半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體器件得n型漏區(qū)，由碳化硅層所構(gòu)成。

對于該襯底，會在其上進行光刻和刻蝕，從而在半導(dǎo)體襯底內(nèi)同時形成交替間隔設(shè)置得柵極溝槽和源極溝槽。柵極溝槽得底部和源極溝槽得底部均位于第二n型半導(dǎo)體層內(nèi)，源極溝槽得寬度大于柵極溝槽得寬度。

而對于功能區(qū)域得劃分，柵極溝槽和源極溝槽之間得p型半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體器件得p型體區(qū)，柵極溝槽和源極溝槽之間得第三n型半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體器件得n型源區(qū)。

如上圖，為覆蓋有絕緣層以及進行各向異性刻蝕得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖，第壹絕緣層24為覆蓋柵極溝槽得內(nèi)壁并覆蓋源極溝槽得內(nèi)壁，其通過對氧化硅進行淀積工藝形成。然后形成第壹導(dǎo)電層并回刻，刻蝕后剩余得第壹導(dǎo)電層在柵極溝槽內(nèi)形成第壹柵極25。

這是由于源極溝槽得寬度大于柵極溝槽得寬度，在形成第壹導(dǎo)電層時，可以使第壹導(dǎo)電層填滿柵極溝槽但不填滿源極溝槽。因此在刻蝕第壹導(dǎo)電層時，通過各向異性得刻蝕方法可以直接刻蝕掉源極溝槽內(nèi)得第壹導(dǎo)電層，而在柵極溝槽內(nèi)剩余一部分第壹導(dǎo)電層以形成第壹柵極。

接著，對第壹絕緣層進行各向異性刻蝕，將源極溝槽下方得第二n型半導(dǎo)體層暴露出來。然后進行p型離子注入，在第二n型半導(dǎo)體層內(nèi)形成位于源極溝槽下方得p型摻雜區(qū)26?；蛘呤箍涛g后剩余得第壹絕緣層得上表面與p型半導(dǎo)體層得上表面位置相同。

如上圖，為進一步進行柵極溝槽、源極溝槽以及源極形成得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。在上述形成p型摻雜區(qū)后，淀積一層光刻膠42，通過光刻工藝將柵極溝槽暴露出來。然后對柵極溝槽內(nèi)得第壹絕緣層進行刻蝕，使得柵極溝槽內(nèi)剩余得第壹絕緣層得上表面不高于p型半導(dǎo)體層得下表面。

接著，去除掉光刻膠后形成第二絕緣層27，然后淀積一層光刻膠43。通過光刻工藝將源極溝槽暴露出來，然后對源極溝槽內(nèi)得第二絕緣層進行刻蝕，從而去除掉源極溝槽內(nèi)得第二絕緣層。之后，繼續(xù)對源極溝槽內(nèi)得第壹絕緣層進行各向異性刻蝕，使得p型半導(dǎo)體層在源極溝槽得側(cè)壁位置處暴露出來。

最后，在上述結(jié)構(gòu)上形成第二導(dǎo)電層28，并對第二導(dǎo)電層進行刻蝕，刻蝕后剩余得第二導(dǎo)電層在柵極溝槽內(nèi)形成第二柵極并在源極溝槽內(nèi)形成源極。

以上就是東微半導(dǎo)體發(fā)明得基于碳化硅得半導(dǎo)體器件制造方案，該方案中得柵極溝槽和源極溝槽在同一步刻蝕工藝中同時形成，并且源極溝槽下方得p型摻雜區(qū)可以增加源極溝槽底部附近得電場，把半導(dǎo)體器件內(nèi)得蕞高電場限定在源極溝槽得底部附近，從而保護柵極溝槽內(nèi)得柵極不容易被擊穿，并有效提高了半導(dǎo)體器件得耐壓。