一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件及其制造方法

专利主权项内容

1.一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，其特征在于结构包括：采用在重掺杂的碳化硅材料N+上，通过外延技术生长一层低掺杂浓度的碳化硅外延层N-层，通过热氧化先生长一薄层的第一类绝缘层，再通过LPCVD淀积，形成一层厚的与第一类绝缘层为同质的绝缘层，此绝缘层作为加工过程的硬掩蔽层和最终器件的场板，经过第一次光刻、各向异性刻蚀第一类绝缘层、去胶工步，形成刻开窗口区，进行P型杂质采用零度角高能注入掺杂，在表层形成P型掺杂区，通过第二次LPCVD淀积形成一层牺牲用的与第一类绝缘层为同质的绝缘层，再采用各向异性刻蚀第一类绝缘层，将第二次淀积的第一类绝缘层刻净，窗口区露出碳化硅外延层N-, 由于采用各向异性刻蚀，水平方向的第二次淀积的第一类绝缘层将的保留，在第一次刻开窗口区的第一类绝缘层侧壁形成SPACE 即“侧墙”，第一次刻开的窗口区将缩小，之后再进行碳化硅沟槽刻蚀，物理刻蚀和化学刻蚀混合刻蚀，形成碳化硅沟槽，通过第二次P型杂质采用零度角高能注入掺杂，形成P型掺杂区，即第一底角P型区；再通过热生长形成一层致密的薄的与第一类绝缘层为同质的绝缘层，再通过第三次LPCVD淀积形成一层薄与第一类绝缘层为同质的绝缘层，形成沟槽的侧壁保护的绝缘层，再通过LPCVD淀积形成一层隔离用的与第一类绝缘层为异质的第二类绝缘层，形成第二类绝缘层侧壁保护层，即异质绝缘层，采用各向异性刻蚀第二类绝缘层，刻蚀掉垂直方向的第二类绝缘层，露出沟槽底部的第一类绝缘层，再采用各向异性刻蚀第一类绝缘层，露出沟槽底部碳化硅外延层上的注入掺杂过的P型区；再通过刻蚀碳化硅，在原来的沟槽底部形成一个与第一底角位置，错位的沟槽；第三次P型杂质采用零度角高能注入掺杂后，形成P型掺杂区，即第二底角P型区，即在重掺杂的碳化硅层N+上有一层低掺杂浓度的碳化硅外延层N-, N-外延层上有刻有沟槽，所有沟槽内的顶角、沟槽底及底角区域有通过注入掺杂形成的P型区，在沟槽顶角处形成顶角P型区(6)，具有保护肖特基势垒结边缘效应作用；在沟槽底角与沟槽侧壁相接处形成第一个底角P型区(61)、在沟槽底部形成第二个底角P型区(62)，第一个底角P型区(61)与第二个底角P型区(62)形成错位叠加结构，此时重复LPCVD淀积第二类绝缘层、各向异性刻蚀第二类绝缘层、各向异性刻蚀碳化硅、P型杂质注入掺杂步骤，形成多个掺杂的错位叠加的沟槽底部，第二类绝缘层的厚度和碳化硅刻蚀深度影响沟槽底各个角错位叠加的横向和纵向位移，因此通过淀积厚度和刻蚀深度的控制，精确的控制各个角的错位叠加的位移，最终形成一个叠加底角，即通过多次侧壁绝缘层的错位保护刻蚀，经过注入掺杂，形成多个底角错位叠加的复合底角P型区；所有沟槽侧壁有第一类薄绝缘层(81)，器件无厚绝缘层保护的中间区域为源区，源区内的沟槽侧壁只有第一类薄绝缘层(81)形成保护栅板，而源区外的沟槽侧壁在第一类薄绝缘层(81)外还有一层与第一类绝缘层为异质的第二类绝缘层(83)和与第一类绝缘层为同质的绝缘层(82)保护，源区外的沟槽之间的外延层N-表面上有与第一类绝缘层为同质的厚的绝缘层(8)保护；源区内无绝缘层保护的沟槽之间外延层N-表面、源区内P型区与肖特基势垒金属通过高温合金形成合金层，因P型区表面有高浓度的杂质掺杂，形成欧姆接触层(71)，而外延层N-表面的掺杂浓度低，形成肖特基势垒层(7)；器件上表面淀积金属层，通过光刻、金属腐蚀形成正面金属图形，与源区相连的金属区形成器件的阳极金属电极(9)，边缘的金属区(91)与阳极金属电极(9)不相连，分别形成器件的金属场板；器件的底部金属层形成器件的阴极金属电极(10)。。来源：百度搜索马克数据网