半导体器件、集成电路及电子设备制造技术

本申请公开了一种半导体器件、集成电路及电子设备，该半导体器件包括n型的半导体衬底、漂移层、半导体层、沟槽、屏蔽结构、源极和漏极。P型的屏蔽结构设置于漂移层，且屏蔽结构包括多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构，上述第一屏蔽结构沿第一方向延伸，第二屏蔽结构沿第二方向延伸，且上述第一方向与第二方向相交，则多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构成网格状设置。则可以认为多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构形成多个格区，每个格区的周侧均具有屏蔽结构，则位于每个格区内的沟槽中的栅氧化层可以从四周被屏蔽结构保护，有利于更好的降低栅氧化层的电场集中，提升半导体器件的击穿电压，以提升半导体器件的可靠性和器件特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件、集成电路及电子设备


[0001]本申请涉及到半导体
，尤其涉及到一种半导体器件、集成电路及电子设备。

技术介绍

[0002]SiC材料相对Si材料具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率及高电子饱和漂移速度等优势，利用SiC制作的金属
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氧化物半导体场效应晶体管(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor，MOSFET)相比Si制作的绝缘栅双极型晶体管((Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)具有高击穿电压、低导通压降等特性。且单极导电特性使得SiC MOSFET相比Si IGBT具有更快的开关速度、更低的导通损耗和更低的开关损耗，因此，SiC MOSFET已经在部分领域取代Si IGBT。
[0003]与传统的平面栅MOSFET相比，沟槽栅MOSFET可缩小MOSFET的元胞尺寸，使得芯片元胞的密度增大，进而增大了沟道密度和由此带来的通流能力。沟槽栅MOSFET可明显降低器件的导通电阻。然而，在沟槽栅MOSFET中，栅氧化层在沟槽底部和拐角处容易造成电场集中，从而导致栅氧化层在低于额定电压下发生击穿，严重影响到器件的阻断特性。为此，提供一种可以减少栅氧化层在沟槽底部和拐角处的电场集中的方案，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种半导体器件、集成电路及电子设备，以提升屏蔽结构对栅氧化层的保护效果，以降低栅氧化层的电场集中，提升半导体器件的击穿电压，以提升半导体器件的可靠性和器件特性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种半导体器件，该半导体器件包括n型的半导体衬底、漂移层、半导体层、沟槽、屏蔽结构、源极和漏极，上述半导体衬底设置于漏极表面，漂移层设置于半导体衬底背离漏极一侧的表面。半导体层设置于漂移层背离半导体衬底的一侧，该半导体层包括源区，该源区为n型的半导体区，且源区在半导体层背离漂移层的一侧裸露设置，半导体层背离漂移层的一侧设置有源极，该源极与源区接触连接。上述沟槽的开口位于半导体层背离漂移层的表面，在沟槽内设置栅极，且在栅极与沟槽的表面之间设置有栅氧化层，此外，上述栅绝缘层覆盖沟槽的开口，且裸露出源区，以便于保持源区与源极的接触，此外，上述源极还与栅绝缘层接触。上述栅极被栅氧化层和栅绝缘层包裹，从而使得栅极和源极之间实现隔离。P型的屏蔽结构设置于漂移层，且屏蔽结构包括多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构，上述第一屏蔽结构沿第一方向延伸，第二屏蔽结构沿第二方向延伸，且上述第一方向与第二方向相交，则多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构成网格状设置。则可以认为多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构形成多个格区，每个格区的周侧均具有屏蔽结构，则位于每个格区内的沟槽中的栅氧化层可以从四周被屏蔽结构保护，有利于更好的降低栅氧化层的电场集中，提升半导体器件的击穿电压，以提升半导体器件的可
靠性和器件特性。
[0006]一种具体的技术方案中，为了实现上述第一屏蔽结构与第二屏蔽结构的网格化设置，可以使上述第一屏蔽结构为条状，多个第一屏蔽结构平行且间隔第一设定距离排布；同样的，使上述第二屏蔽结构为条状，多个第二屏蔽结构平行且间隔第二设定距离排布。从而上述第一屏蔽结构与第二屏蔽结构交错形成网格状结构。
[0007]上述第一设定距离与第二设定距离可以相同也可以不同，本申请不做限制。具体的，可以使上述第一设定距离与第二设定距离相等，则第一屏蔽结构与第二屏蔽结构形成的网状结构的格区为菱形或者正方形，形状较为规则。
[0008]具体设置上述第一屏蔽结构和第二屏蔽结构时，第一屏蔽结构与第二屏蔽结构的交叠区域为第一共有结构。也就是说，可以认为上述第一屏蔽结构和第二屏蔽结构为一体结构，上述第一共有结构既属于第一屏蔽结构，又属于第二屏蔽结构。
[0009]上述第一屏蔽结构与第二屏蔽结构可以采用一次工艺制备，也可以采用两次工艺分别制备第一屏蔽结构和第二屏蔽结构。当采用两次工艺分别制备第一屏蔽结构和第二屏蔽结构时，可以使第一屏蔽结构的深度与第二屏蔽结构的深度不同，也就是说，可以使第一屏蔽结构朝向半导体衬底的表面与半导体衬底之间的距离，和第二屏蔽结构朝向半导体衬底的表面与半导体衬底之间的距离不同。
[0010]但是，需要是屏蔽结构的深度大于沟槽的深度，也就是说第一屏蔽结构的深度和第二屏蔽结构的深度都大于沟槽的深度。也就是说，屏蔽结构朝向半导体衬底的表面与半导体衬底之间的距离，小于沟槽朝向半导体衬底的表面与半导体衬底之间的距离。该技术方案中，屏蔽结构可以较好的保护沟槽内的栅氧化层，以减小栅氧化层电场集中的情况。
[0011]此外，具体设置上述屏蔽结构时，可以使屏蔽结构对称设置于沟槽的周侧。以提升半导体器件的对称性，提升半导体器件的性能。
[0012]上述沟槽可以包括多个第一沟槽和多个第二沟槽，上述第一沟槽沿第三方向延伸，第二沟槽沿第四方向延伸，且上述第三方向与第四方向相交，则多个第一沟槽和多个第二沟槽呈网格状设置。该技术方案中，可以使半导体器件中的沟槽面积较多，有利于增加半导体器件的沟道面积，从而半导体器件的电阻较小，电流较大，有利于提升半导体器件的性能。
[0013]具体的，上述第三方向可以与第一方向平行，第四方向可以与第二方向平行。也就是说，第一沟槽与第一屏蔽结构平行，第二沟槽与第二屏蔽结构平行。该技术方案中，可以使屏蔽结构对称设置于沟槽的周侧，以使得保护效果较为对称和均匀，使得沟槽的栅氧化层的电场较为均匀。
[0014]具体设置上述屏蔽结构和沟槽时，可以使任意相邻的两个第一沟槽之间设置有至少一个第一屏蔽结构，任意相邻的两个第二沟槽之间设置有至少一个第二屏蔽结构。该技术方案使得任意两个第一沟槽之间都不会直接相邻，同样可以使得任意两个第二沟槽之间也都不会之间相邻，以减少沟槽中的栅氧化层的电场集中。
[0015]具体的技术方案中，可以使第一沟槽与第一屏蔽结构依次间隔设置，第二沟槽与第二屏蔽结构依次间隔设置。
[0016]上述第一方向与第二方向相交，具体可以使第一方向与第二方向垂直，从而使得第一屏蔽结构与第二屏蔽结构垂直设置。则第一屏蔽结构与第二屏蔽结构形成的格区为矩
形，形状较为规则。上述第一屏蔽结构与第二屏蔽结构形成的格区还可以为正方形，则屏蔽结构具有较好的对称性，使得保护效果较为均匀，沟槽内的栅氧化层的电场较为均匀。
[0017]具体设置上述屏蔽结构时，屏蔽结构的具体结构也不做限制，例如，上述屏蔽结构沿第五方向延伸，第五方向垂直于第一方向和第二方向。也就是说，屏蔽结构沿第五方向一字型设置，该方案中的屏蔽结构制备工艺较为简单，有利于简化半导体器件的制备工艺。
[0018]上述屏蔽结构还可以包括第一屏蔽部和第二屏蔽部，上述第一屏蔽部沿第五方向延伸，同样，该第五方向垂直于第一方向和第二方向；上述第二屏蔽部位于第一屏蔽部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：n型的半导体衬底；漂移层，所述漂移层设置在所述半导体衬底的表面；半导体层，所述半导体层设置于所述漂移层背离所述半导体衬底的表面，包括源区，所述源区为n型的半导体区，且所述源区在所述半导体层背离所述漂移层的一侧裸露设置；沟槽，所述沟槽的开口位于所述半导体层背离所述漂移层的表面，所述沟槽内设置有栅极，所述栅极与所述沟槽的表面之间设置有栅氧化层；p型的屏蔽结构，所述屏蔽结构设置于所述漂移层，且所述屏蔽结构包括多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构，所述第一屏蔽结构沿第一方向延伸，所述第二屏蔽结构沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交，多个所述第一屏蔽结构与多个所述第二屏蔽结构呈网格状设置；源极，设置于所述半导体层背离所述漂移层的一侧，且与所述源区和所述栅绝缘层接触；漏极，设置于所述半导体衬底远离所述漂移层的一侧。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一屏蔽结构为条状，多个所述第一屏蔽结构平行且间隔第一设定距离排布；所述第二屏蔽结构为条状，多个所述第二屏蔽结构平行且间隔第二设定距离排布。3.如权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述沟槽包括多个第一沟槽和多个第二沟槽，所述第一沟槽沿第三方向延伸，所述第二沟槽沿第四方向延伸，所述第三方向和所述第四方向相交，多个所述第一沟槽和多个所述第二沟槽呈网格状设置。4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一方向与所述第三方向相同，所述第二方向与所述第四方向相同。5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，任意相邻的两个所述第一沟槽之间设置有至少一个所述第一屏蔽结构，任意相邻的两个所述第二沟槽之间设置有至少一个所述第二屏蔽结构。6.如权利要求1～5任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。7.如权利要求1～6任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述屏蔽结构沿第五方向延伸，所述第五方向垂直与所述第一方向和所述第二方向。8.如权利要求1～6任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述屏蔽结构包括第一屏蔽部和第二屏蔽部，所述第一屏蔽部沿第五方向延伸，所述第五方向垂直与所述第一方向和所述第二方向；所述第二屏蔽部位于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦春坤，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：