技术特征：
1.一种沟槽型碳化硅晶体管，包括碳化硅薄膜（1），所述碳化硅薄膜（1）自下而上依次包括衬底（101）、缓冲层（102）和外延薄膜（103），其特征在于：外延薄膜（103）为“凸”字形；沿着外延薄膜（103）顶部轮廓设置有“几”字形基区掺杂区（2），基区掺杂区（2）中间凸台的上表面设置有源区掺杂区（3）；还包括贯穿基区掺杂区（2）和源区掺杂区（3）的栅沟槽（4），且栅沟槽（4）延伸到外延薄膜（103）内部；所述栅沟槽（4）底部设有“凹”字形绝缘介质薄膜ⅰ（5），栅沟槽（4）侧壁设置有绝缘介质薄膜ⅱ（6），栅沟槽（4）内还填充有与“凹”字形底部绝缘介质薄膜相匹配的“t”字形栅电极（7）；所述基区掺杂区（2）的凸台两侧的平台上还设置有基区导电薄膜（8）；栅电极（7）、源区掺杂区（3）和基区导电薄膜（8）的顶部自下而上还设置有隔离介质薄膜（9）和源电极（10）；衬底（101）下表面还设置有漏电极（11）。2.根据权利要求1所述的沟槽型碳化硅晶体管，其特征在于：沟槽型碳化硅晶体管为mosfet器件，衬底（101）、缓冲层（102）、外延薄膜（103）和源区掺杂区（3）的掺杂类型均为第一导电类型，基区掺杂区（2）的掺杂类型为第二导电类型，且第一导电类型和第二导电类型掺杂类型相反；其中，掺杂类型为n型或p型，若为n型掺杂，掺杂杂质为氮或者磷；若为p型掺杂，掺杂杂质为铝或者硼，其掺杂浓度为1
×
10
14
～5
×
10
21
cm
‑3。3.根据权利要求1所述的沟槽型碳化硅晶体管，其特征在于：沟槽型碳化硅晶体管为igbt器件，缓冲层（102）、外延薄膜（103）和源区掺杂区（3）的掺杂类型均为第一导电类型；衬底（101）和基区掺杂区（2）的掺杂类型均为第二导电类型，且第一导电类型和第二导电类型掺杂类型相反；其中，掺杂类型为n型或p型，若为n型掺杂，掺杂杂质为氮或者磷；若为p型掺杂，掺杂杂质为铝或者硼，其掺杂浓度为1
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10
14
～5
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10
21
cm
‑3。4.基于权利要求1
‑
3任一权利要求所述的沟槽型碳化硅晶体管，还包括一种沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤s1，在碳化硅薄膜（1）的外延薄膜（103）上表面通过二次外延或者离子注入依次形成第一基区掺杂区（201）和源区掺杂区（3）；步骤s2，在源区掺杂区（3）上表面通过介质薄膜沉积、光刻和刻蚀形成图形化掩膜层ⅰ（12），并通过刻蚀在样品上端两侧形成基区沟道（13），使得样品整体呈“凸”字形；步骤s3，沿着外延薄膜（103）两侧的轮廓通过离子注入工艺形成第二基区掺杂区（202）；步骤s4，去除图形化掩膜层ⅰ（12），并对样品进行高温退火，激活注入的杂质；步骤s5，在样品上表面再次通过介质薄膜沉积、光刻和刻蚀形成图形化掩膜层ⅱ（14），并通过刻蚀在样品上端中部形成栅沟槽（4）；步骤s6，在栅沟槽（4）底部、侧壁以及掩膜层ⅱ（14）表面沉积一层半导体薄膜（15）；步骤s7，对步骤s6中沉积的半导体薄膜（15）进行氧化，形成氧化薄膜（16）；
步骤s8，在氧化薄膜（16）外表面涂覆光刻胶（17），并将光刻胶（17）填充满栅沟槽（4）；步骤s9，对步骤s8中的光刻胶（17）进行刻蚀，仅保留栅沟槽（4）内的全部光刻胶（17）；步骤s10，采用刻蚀或腐蚀工艺去除栅沟槽（4）两侧全部的掩膜层ⅱ（14）、掩膜层ⅱ（14）上表面的氧化薄膜（16）以及栅沟槽（4）侧壁上部的氧化薄膜（16），仅保留栅沟槽（4）侧壁下部以及栅沟槽（4）底部的氧化薄膜（16），得到绝缘介质薄膜ⅰ（5），再去除残留的光刻胶（17）；步骤s11，对沟槽侧壁进行氧化，得到绝缘介质薄膜ⅱ（6），随后在栅沟槽（4）内沉积栅极薄膜形成栅电极（7）；在基区沟道（13）上表面沉积基区导电薄膜（8）；然后在栅电极（7）、源区掺杂区（3）和导电薄膜的顶部沉积隔离介质薄；步骤s12，对样品光刻和刻蚀，形成源极和基极的欧姆接触开孔，并在基区掺杂区（2）和源区掺杂区（3）上表面形欧姆接触和压焊源电极（10），在衬底（101）下表面背面形成欧姆接触和压焊漏电极（11）。5.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，在步骤s1和步骤s3中，所述离子注入的物质为n，p，b或al，离子注入的能量为10kev～15mev，所述离子注入的温度为22℃～1000℃，所述离子注入的剂量为1
×
10
10
～5
×
10
16
cm
‑2。6.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，步骤s2和步骤s5中的介质薄膜为二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅或金属形成的单层薄膜或任意组合的复合层薄膜。7.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，在步骤s4中，所述退火气氛为真空、氮气或氩气气氛，所述退火温度为300℃～3000℃，所述退火时间为0.1min～1000小时。8.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，步骤s5中，刻蚀为反应离子刻蚀技术或感应耦合等离子体刻蚀技术或其组合；刻蚀气体为sf6、cf4、o2或hbr的一种以上。9.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，在步骤s6中，半导体薄膜（15）为多晶硅、非晶硅或单晶硅的一种以上。10.根据权利要求4所述的沟槽型碳化硅晶体管的制作方法，其特征在于，在步骤s12中，所述欧姆接触、源电极（10）和漏电极（11）均为金属或导电材料。
技术总结
本发明属于半导体技术领域，公开了一种沟槽型碳化硅晶体管，包括碳化硅半导体薄膜、基区掺杂区、源区掺杂区、栅沟槽、绝缘介质薄膜Ⅰ、绝缘介质薄膜Ⅱ、栅电极、基区导电薄膜、隔离介质薄、源电极和漏电极。本发明将主结边缘刻蚀成台面形状，改变了器件中结边缘的形貌，从而缓解结边缘附近电场集中，提高了器件反向击穿电压、耐压性能和可靠性。本发明还公开了一种沟槽型碳化硅晶体管的制备方法，在制备栅氧化层时，首先在栅沟槽内沉积多晶硅或非晶硅，然后再对其进行刻蚀和氧化，以此来加强沟槽底部栅氧化层的厚度，防止栅氧化层被击穿，进一步提高了晶体管的可靠性。提高了晶体管的可靠性。提高了晶体管的可靠性。
技术研发人员：郑柳 何志
受保护的技术使用者：重庆伟特森电子科技有限公司
技术研发日：2021.06.17
技术公布日：2021/10/15