本發(fā)明系關(guān)于半導(dǎo)體整流器件的結(jié)構(gòu)及其制造方法，更具體而言，是關(guān)于具有形成在碳化硅上的半導(dǎo)體整流器件的結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，半導(dǎo)體材料具有寬帶隙(如帶隙能量值eg大于1.1ev)、低導(dǎo)通電阻(ron)、高導(dǎo)熱性、高工作頻率和高電荷載流子飽和速度，非常適合生產(chǎn)電子組件，例如二極管或晶體管，特別是用于電源應(yīng)用。具有上述特征并設(shè)計(jì)用于制造電子組件的材料是碳化硅(sic)。特別地，碳化硅在其不同的多型體(例如，3c-sic、4h-sic、6h-sic)方面，就前面列出的特性而言優(yōu)于硅。

2、碳化硅襯底上的電子器件相對(duì)于硅襯底上的同類器件具有低通態(tài)輸出電阻、低漏電流、高工作溫度、高工作頻率等諸多優(yōu)點(diǎn)。以碳化硅襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)需要以高溫(例如1700℃或以上)退火工藝來進(jìn)行活化，但多晶硅以及通用的柵極材料無法承受如此高溫的退火工藝，導(dǎo)致工藝整合困難以及總工藝成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體整流器件。所述半導(dǎo)體整流器件包括：外延層，具有彼此相對(duì)的頂表面以及底表面；第一凹槽，自所述頂表面往所述底表面延伸，且包括彼此相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，以及連接所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁的第一底面；第二凹槽，自所述頂表面往所述底表面延伸且與所述第一凹槽相鄰，所述第二凹槽包括彼此相對(duì)的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，以及連接所述第三側(cè)壁和所述第四側(cè)壁的第二底面；第一摻雜區(qū)，自所述頂表面往所述底表面延伸，且鄰接所述第一凹槽的所述第二側(cè)壁與至少部分的所述第一底面；第二摻雜區(qū)，與所述第一摻雜區(qū)相鄰且彼此分離，自所述頂表面往所述底表面延伸，且鄰接所述第二凹槽的所述第三側(cè)壁、所述第四側(cè)壁與所述第二底面；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述第一凹槽與所述第二凹槽之間的所述頂表面，且所述柵極結(jié)構(gòu)的底面鄰接所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)；以及接觸金屬層，沿所述第一凹槽、所述柵極結(jié)構(gòu)以及所述第二凹槽設(shè)置于所述外延層的所述頂表面上。

2、本公開的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體整流器件的制造方法。所述方法包括：形成圖案化層于碳化硅層上；以所述圖案化層為遮罩對(duì)所述碳化硅層進(jìn)行蝕刻，形成第一凹槽以及與所述第一凹槽相鄰的第二凹槽；以所述圖案化層為遮罩對(duì)所述碳化硅層進(jìn)行離子注入；對(duì)所述碳化硅層進(jìn)行熱退火；以及在所述熱退火后，在所述第一凹槽與所述第二凹槽之間的所述碳化硅層上形成柵極結(jié)構(gòu)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)具有彼此相對(duì)的第一側(cè)壁與第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁與所述第一凹槽的一側(cè)壁是連續(xù)側(cè)壁，且所述第二側(cè)壁與所述第二凹槽的一側(cè)壁是連續(xù)側(cè)壁。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體整流器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述柵極結(jié)構(gòu)包括彼此相對(duì)的第五側(cè)壁以及第六側(cè)壁，其中所述第五側(cè)壁與所述第一凹槽的所述第二側(cè)壁從剖面圖來看呈一直線，且所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第六側(cè)壁與所述第二凹槽的所述第三側(cè)壁從剖面圖來看呈一直線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述第一凹槽的所述第一側(cè)壁連接所述頂表面的第一部分，且所述第一凹槽與所述第二凹槽之間的部分所述頂表面是所述頂表面的第二部分，且所述第一部分與所述第二部分位于約略相同的水平高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述第一凹槽的所述第一側(cè)壁連接所述頂表面的第一部分，所述第一凹槽與所述第二凹槽之間的部分所述頂表面是所述頂表面的第二部分，且所述第一部分的水平高度高于所述第二部分的水平高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其進(jìn)一步包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述第三摻雜區(qū)靠近所述第一摻雜區(qū)的部分具有較高的摻雜濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述接觸金屬層接觸所述第一凹槽的所述第二側(cè)壁、所述第一凹槽的所述底面、所述第二凹槽的所述第三側(cè)壁以及所述第四側(cè)壁、以及所述第二凹槽的所述底面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述第一摻雜區(qū)進(jìn)一步鄰接所述第一凹槽的所述第一側(cè)壁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整流器件，其中所述第一凹槽的所述第一側(cè)壁的第一高度大于所述二側(cè)壁的第二高度，所述第二凹槽的所述第三側(cè)壁的第三高度約略等于與所述第四側(cè)壁的第四高度約略相同，且所述第二高度、所述第三高度、所述第四高度約略相同。

10.一種半導(dǎo)體整流器件的制造方法，其特征在于，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中所述在所述第一表面上形成所述電極結(jié)構(gòu)，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中所述第一表面與所述碳化硅層的所述頂表面的垂直距離介于1500到2000埃之間。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其中所述圖案化層暴露部分的所述終端摻雜區(qū)，且所述終端摻雜區(qū)鄰接所述第一凹槽。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其中所述圖案化層包括用以定義所述第一凹槽的開口，且從剖面圖來看，所述開口沿垂直方向與部分的所述終端摻雜區(qū)重疊。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其中所述圖案化層包括用以定義所述第一凹槽的開口，且從剖面圖來看，所述開口位于所述終端摻雜區(qū)沿垂直方向的投影的覆蓋范圍內(nèi)。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其中第一凹槽或所述第二凹槽的深度介于4000到5000埃之間。

23.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述離子注入包括斜角離子注入。

24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其進(jìn)一步包括：

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制造方法，其中所述離子注入是以所述圖案化層以及所述側(cè)壁間隔件為遮罩對(duì)所述碳化硅層進(jìn)行。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體整流器件及其制造方法。半導(dǎo)體整流器件包括：外延層，具有頂表面及底表面；第一凹槽，自頂表面往底表面延伸，且包括彼此相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，及連接兩側(cè)壁的第一底面；第二凹槽，與第一凹槽相鄰，且包括彼此相對(duì)的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，及連接兩側(cè)壁的第二底面；第一摻雜區(qū)，自頂表面往底表面延伸，且鄰接第一凹槽的第一側(cè)壁與至少部分的第一底面；第二摻雜區(qū)，與第一摻雜區(qū)相鄰且彼此分離，自頂表面往底表面延伸，且鄰接第二凹槽的第三側(cè)壁、第四側(cè)壁與第二底面；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于第一凹槽與第二凹槽之間的頂表面，且柵極結(jié)構(gòu)的底面鄰接第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)；及接觸金屬層。

技術(shù)研發(fā)人員：龍濤,陳則瑞,黃品豪,P·K·高銳,周禮賢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：達(dá)爾科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9