[发明专利]碳化硅器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳化硅器件及其制备方法，其中碳化硅器件的制备方法包括：提供基底结构；利用光刻工艺在基底结构上形成图案化的第一掩膜结构；利用图案化的第一掩膜结构在基底结构中形成第一导电类型的第一离子注入层和第一导电类型的第二离子注入层；利用光刻工艺在基底结构上形成图案化的第二掩膜结构；利用图案化的第二掩膜结构在基底结构中形成第一沟槽及第二导电类型的离子注入层；形成隔离层于第一沟槽的侧壁上；利用隔离层在基底结构中形成第二沟槽；形成栅极结构于所述第二沟槽中。本发明提供的碳化硅器件的制备方法能够降低碳化硅器件制备过程中所需的流程时间和成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种碳化硅器件及其制备方法。

背景技术

金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，简称MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应晶体管。其中，碳化硅材料金属-氧化物半导体场效应晶体管(简称碳化硅MOSFET)具有高临界电场、高热导率以及高饱和漂移速率等特点，在高压变频、新能源汽车、轨道交通等领域具有巨大的应用优势。而技术人员研究发现沟槽栅MOSFET相比于平面栅MOSFET可以大大缩小元胞尺寸，进而大幅度提升电流密度，因此沟槽栅的碳化硅MOSFET备受关注。

现有技术中，沟槽栅的碳化硅MOSFET的制备方法包括两种，方法一为：在沟槽刻蚀后淀积电介质并进行光刻，形成图形后进行干法刻蚀，通过重复多次此过程完成各掺杂半导体区域的离子注入。方案二为：通过多次淀积-光刻-刻蚀电介质进行各掺杂半导体区域的离子注入，再进行沟槽刻蚀。上述两种方法均会采用多套光刻版和多次淀积-刻蚀过程，流程时间较长且成本较高。

因此，有必要提供一种碳化硅器件及其制备方法，来降低碳化硅器件制备过程所需的流程时间和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅器件及其制备方法，以降低制备过程所需流程时间和成本。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供了一种碳化硅器件的制备方法，包括以下步骤：

提供基底结构；

利用光刻工艺在所述基底结构上形成图案化的第一掩膜结构；

利用所述图案化的第一掩膜结构在所述基底结构中形成第一导电类型的第一离子注入层和第一导电类型的第二离子注入层，所述第一导电类型的第二离子注入层位于所述第一导电类型的第一离子注入层上；

利用光刻工艺在所述基底结构上形成图案化的第二掩膜结构，露出部分所述第一导电类型的第二离子注入层；

利用所述图案化的第二掩膜结构在所述基底结构中形成第一沟槽以及在所述第一沟槽的底部形成第二导电类型的离子注入层，所述第一沟槽自所述第一导电类型的第二离子注入层的表面延伸至所述第一导电类型的第一离子注入层中；

形成隔离层于所述第一沟槽的侧壁上；

利用所述隔离层在所述基底结构中形成第二沟槽，所述第二沟槽与所述第一沟槽连通；

形成栅极结构于所述第二沟槽中；

其中，所述第一导电类型和所述第二导电类型的导电类型相反。

可选的，在所述的碳化硅器件的制备方法中，所述利用所述图案化的第一掩膜结构在所述基底结构中形成第一导电类型的第一离子注入层和第一导电类型的第二离子注入层包括：以图案化的第一掩膜结构为掩膜，对所述基底结构执行多次离子注入工艺，以形成第一导电类型的第一离子注入层和第一导电类型的第二离子注入层。

可选的，在所述的碳化硅器件的制备方法中，所述利用所述图案化的第二掩膜结构在所述基底结构中形成第一沟槽以及在所述第一沟槽的底部形成第二导电类型的离子注入层包括：