【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法。
技术介绍
1、具有沟槽栅极结构的碳化硅器件(sic mosfet with trench gate)是一种区别于传统硅衬底和水平沟道的半导体器件。然而目前对于这种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成工艺仍然存在缺陷，导致器件性能和可靠性得不到保证。
2、因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。
技术实现思路
1、本申请提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度从所述栅极沟槽侧壁向所述栅极沟槽中部逐渐减小，可以提高沟槽栅极底部、底部边缘和底部拐角的电场控制。
2、本申请的一个方面提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括碳化硅衬底以及位于所述碳化硅衬底表面的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层中形成有栅极沟槽；在所述栅极沟槽底部和侧壁以及所述碳化硅外延层表面形成含硅层；在所述含硅层表面形成未填满所述栅极沟槽的介质层，其中，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度大于位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度从所述栅极沟槽侧壁向所述栅极沟槽中部逐渐减小；氧化所述含硅层使所述含硅层全部转化为氧化层；在所述栅极沟槽中形成填满所述栅极沟槽的沟槽栅极。
3、在本申请的一些实施例中，所述栅极沟槽的深宽比为(2-3)：1。
4、在本申请的一些实施例中，所述栅极沟槽的深度为2-3微米；所述
5、在本申请的一些实施例中，所述含硅层的厚度为0.05至0.1微米。
6、在本申请的一些实施例中，所述含硅层的材料包括非晶硅或非晶碳化硅。
7、在本申请的一些实施例中，在所述含硅层表面形成未填满所述栅极沟槽的介质层的方法包括：可流动的化学气相沉积工艺。
8、在本申请的一些实施例中，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度与位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度之比为(3-5)：1。
9、本申请的另一个方面还提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件，包括：基底，所述基底包括碳化硅衬底以及位于所述碳化硅衬底表面的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层中形成有栅极沟槽；氧化层，位于所述栅极沟槽底部和侧壁以及所述碳化硅外延层表面；介质层，位于所述氧化层表面未填满所述栅极沟槽，其中，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度大于位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度从所述栅极沟槽侧壁向所述栅极沟槽中部逐渐减小；沟槽栅极，位于所述栅极沟槽中填满所述栅极沟槽。
10、在本申请的一些实施例中，所述栅极沟槽的深宽比为(2-3)：1。
11、在本申请的一些实施例中，所述栅极沟槽的深度为2-3微米；所述栅极沟槽的宽度为1-1.5微米。
12、在本申请的一些实施例中，所述氧化层的厚度为0.05至0.1微米。
13、在本申请的一些实施例中，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度与位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度之比为(3-5)：1。
14、本申请提供一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件及其形成方法，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度从所述栅极沟槽侧壁向所述栅极沟槽中部逐渐减小，可以提高沟槽栅极底部、底部边缘和底部拐角的电场控制。
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1.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述栅极沟槽的深宽比为(2-3)：1。
3.如权利要求2所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述栅极沟槽的深度为2-3微米；所述栅极沟槽的宽度为1-1.5微米。
4.如权利要求3所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述含硅层的厚度为0.05至0.1微米。
5.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述含硅层的材料包括非晶硅或非晶碳化硅。
6.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，在所述含硅层表面形成未填满所述栅极沟槽的介质层的方法包括：可流动的化学气相沉积工艺。
7.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度与位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度之比为(3-5)：1。
8.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的碳化硅器件，其特征在于，所述栅极沟槽的深
10.如权利要求9所述的碳化硅器件，其特征在于，所述栅极沟槽的深度为2-3微米；所述栅极沟槽的宽度为1-1.5微米。
11.如权利要求10所述的碳化硅器件，其特征在于，所述氧化层的厚度为0.05至0.1微米。
12.如权利要求8所述的碳化硅器件，其特征在于，位于所述栅极沟槽底部的介质层的厚度与位于所述栅极沟槽侧壁的介质层的厚度之比为(3-5)：1。
...【技术特征摘要】
1.一种具有沟槽栅极结构的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述栅极沟槽的深宽比为(2-3)：1。
3.如权利要求2所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述栅极沟槽的深度为2-3微米；所述栅极沟槽的宽度为1-1.5微米。
4.如权利要求3所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述含硅层的厚度为0.05至0.1微米。
5.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，所述含硅层的材料包括非晶硅或非晶碳化硅。
6.如权利要求1所述的碳化硅器件的形成方法，其特征在于，在所述含硅层表面形成未填满所述栅极沟槽的介质层的方法包括：可流动的化学气相沉积工艺。
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【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，周永昌，
申请(专利权)人：飞锃半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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