SiCMOSFET保护结构的制作方法和装置与流程

本申请涉及半导体，特别涉及一种sic mosfet保护结构的制作方法、装置，以及沟槽型sic mosfet制作方法。

背景技术：

1、功率mosfet器件在元胞结构上有平面栅结构mosfet和沟槽栅结构mosfet。出于并联元胞的一致性考虑，在进行mosfet器件的制造时通常采用沟道自对准技术保证各个元胞之间的均匀性及一致性。在利用自对准技术进行功率mosfet器件的制造时，对于平面栅结构的sic mosfet器件，使用自对准技术可以实现使用介质氧化、侧墙淀积等方式实现，但沟槽结构的mosfet因为可以先制作有源区的pwl结构及nsd结构，然后再通过沟槽刻蚀形成沟槽，进而形成均匀一致的元胞结构，以及因为沟槽结构的沟道竖置的原因，沟槽结构的mosfet通常是利用沟槽结构的垂直沟道形成自对准。但由于沟槽结构的sic mosfet的沟槽底部氧化层需要特殊结构进行电场保护，使沟槽结构的sic mosfet的元胞通常需要包含沟槽的保护结构。在现有技术中，保护结构与沟槽之间的相对位置关系通常利用在光刻层次上的套刻来实现，这种方式无法形成整体的元胞自对准，会使整个元胞结构中沟槽与保护结构难以保持均匀一致，导致片/批间的功率mosfet器件的元胞结构的阈值电压、导通电阻等参数的一致性难以保证。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的沟槽结构的sic mosfet元胞结构中沟槽与保护结构难以保持均匀一致的问题，本申请主要提供一种sic mosfet保护结构的制作方法、装置，以及沟槽型sic mosfet制作方法。

2、为了实现上述目的，本申请采用的第一个技术方案是：一种sic mosfet保护结构的制作方法，其包括：利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、沟槽掩膜下的阱结构层和阱结构层下的基底，形成沟槽；通过回填材料回填沟槽，得到回填结构，其中回填结构的上表面与沟槽掩膜的上表面平齐；去除沟槽掩膜，并在回填结构的左右两侧淀积形成侧墙；以及，在阱结构层上未淀积回填结构和侧墙的部分掺入第一预定浓度的杂质离子形成保护结构，其中，保护结构的深度大于阱结构层的厚度。

3、可选的，在利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、沟槽掩膜下的阱结构层和阱结构层下的基底，形成沟槽之前，包括：在基底上掺入第二预定浓度的杂质离子，形成预定厚度的阱结构层，并在阱结构层上进行淀积形成沟槽掩膜。

4、可选的，通过回填材料回填沟槽，得到回填结构，其中回填结构的上表面与沟槽掩膜的上表面平齐，包括：在沟槽掩膜的表面和沟槽内淀积回填材料，并通过平整化处理使回填材料与沟槽掩膜的上表面平齐。

5、可选的，去除沟槽掩膜，并在回填结构的左右两侧淀积形成侧墙，包括：利用腐蚀工艺，去除沟槽掩膜，以及通过淀积处理和刻蚀处理形成侧墙，其中，侧墙的上表面和回填结构的上表面平齐。

6、可选的，通过淀积处理和刻蚀处理形成所述侧墙，包括：在阱结构层上淀积侧墙介质，形成侧墙介质层；以及利用光刻技术刻蚀侧墙介质层，将留存在回填结构左右两侧的侧墙介质层作为侧墙。

7、本申请采用的第二个技术方案是：一种沟槽型sic mosfet制作方法，其包括：利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、沟槽掩膜下的阱结构层和阱结构层下的基底，形成沟槽；通过回填材料回填沟槽，得到回填结构，其中回填结构的上表面与沟槽掩膜的上表面平齐；去除沟槽掩膜，并在回填结构的左右两侧淀积形成侧墙；以及，在阱结构层上未淀积回填结构和侧墙的部分掺入第一预定浓度的杂质离子形成保护结构，其中，保护结构的深度大于阱结构层的厚度；在得到保护结构后，通过腐蚀处理，去除回填结构和侧墙，并进行其余处理步骤得到沟槽型sic mosfet。

8、可选的，在利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、沟槽掩膜下的阱结构层和阱结构层下的基底，形成沟槽之前，包括：在基底上掺入第二预定浓度的杂质离子，形成预定厚度的阱结构层，并在阱结构层上进行淀积形成沟槽掩膜。

9、可选的，通过回填材料回填沟槽，得到回填结构，其中回填结构的上表面与沟槽掩膜的上表面平齐，包括：在沟槽掩膜的表面和沟槽内淀积回填材料，并通过平整化处理使回填材料与沟槽掩膜的上表面平齐。

10、可选的，去除沟槽掩膜，并在回填结构的左右两侧淀积形成侧墙，包括：利用腐蚀工艺，去除沟槽掩膜，以及通过淀积处理和刻蚀处理形成侧墙，其中，侧墙的上表面和回填结构的上表面平齐。

11、可选的，通过淀积处理和刻蚀处理形成所述侧墙，包括：在阱结构层上淀积侧墙介质，形成侧墙介质层；以及利用光刻技术刻蚀侧墙介质层，将留存在回填结构左右两侧的侧墙介质层作为侧墙。

12、本申请的技术方案可以达到的有益效果是：本发明使沟槽型的sic mosfet的元胞结构之间的相对尺寸结构均匀一致，从而保证器件的阈值电压与导通电阻一致，提升器件浪涌特性。

技术特征：

1.一种sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，在所述利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、所述沟槽掩膜下的阱结构层和所述阱结构层下的基底，形成沟槽之前，包括：

3.根据权利要求1所述的sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，所述通过回填材料回填所述沟槽，得到回填结构，其中所述回填结构的上表面与所述沟槽掩膜的上表面平齐，包括：

4.根据权利要求1所述的sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，所述去除所述沟槽掩膜，并在所述回填结构的左右两侧淀积形成侧墙，包括：

5.根据权利要求4所述的sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，所述通过淀积处理和刻蚀处理形成所述侧墙，包括：

6.一种沟槽型sic mosfet制作方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的沟槽型sic mosfet制作方法，其特征在于，在所述利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、所述沟槽掩膜下的阱结构层和所述阱结构层下的基底，形成沟槽之前，包括：

8.根据权利要求6所述的沟槽型sic mosfet制作方法，其特征在于，所述通过回填材料回填所述沟槽，得到回填结构，其中所述回填结构的上表面与所述沟槽掩膜的上表面平齐，包括：

9.根据权利要求6所述的沟槽型sic mosfet制作方法，其特征在于，所述去除所述沟槽掩膜，并在所述回填结构的左右两侧淀积形成侧墙，包括：

10.根据权利要求9所述的sic mosfet保护结构的制作方法，其特征在于，所述通过淀积处理和刻蚀处理形成所述侧墙，包括：

技术总结
本申请公开了一种SiC MOSFET保护结构的制作方法和装置，属于半导体技术领域。该方法主要包括：利用掩膜版，刻蚀沟槽掩膜、沟槽掩膜下的阱结构层和阱结构层下的基底，形成沟槽；通过回填材料回填沟槽，得到回填结构，其中回填结构的上表面与沟槽掩膜的上表面平齐；去除沟槽掩膜，并在回填结构的左右两侧淀积形成侧墙；以及，在阱结构层上未淀积回填结构和侧墙的部分掺入第一预定浓度的杂质离子形成保护结构，其中，保护结构的深度大于阱结构层的厚度。本申请通过自对准工艺，使SiC MOSFET的元胞结构实现均匀一致的相对尺寸，改善及保证了器件参数一致性。

技术研发人员：秦潇峰,李园,陈鹏
受保护的技术使用者：合肥森思功率半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14