设置（P层）20和η +源极30。至少在沟槽的底部处沉积有栅 极氧化物55，在所述栅极氧化物上设置栅电极50，所述栅电极例如由多晶硅构成。在此，ρ + 注入的注入深度P至少与所述沟槽的深度一样大。
[0029] 栅极氧化物55也可以附加地沉积在沟槽的侧壁上。
[0030] 图2示出根据本发明的第一实施例的沟道MOSFET 101。在此，端子41注入到漂移 区10、第一层20和第二层30中。因此，端子41的上侧横向邻接η+源极30的上侧。
[0031] 图3示出根据本发明的第二实施例的沟道MOSFET 101。在此，端子42仅仅注入到 漂移区10和第一层20中。在注入之前已经去除第二层30和第一层20的一部分。因此， 端子42的上侧不仅比η +源极30的上侧更深而且比ρ层20的上侧更深。
[0032] 图4示出根据本发明的第三实施例的沟道MOSFET 101。在此，端子43又注入到漂 移区10、第一层20和第二层30中。因此，端子43的上侧如同在第一实施例中那样横向邻 接η +源极30的上侧。附加地，在第三实施例中，栅极氧化物55至少在沟槽的底部处是增 厚的。
[0033] 尤其可以在根据本发明的方法的一种示例性实施方式中使用上述示例性的原材 料，其具有η型掺杂的碳化硅层，所述η型掺杂的碳化硅层具有六角形的晶体结构（4H-SiC 衬底）并且具有低η型掺杂的外延碳化硅漂移区（η漂移区）10,在它们之间设置有η型 掺杂的碳化硅缓冲层。首先，基于所述原材料外延生长或注入高度P型掺杂的碳化硅层 (ρ层）20。作为下一层，外延生长或注入高度η型掺杂的碳化硅层（η +源极）30。所述η型 掺杂的碳化硅层30用作源极端子。4H-SiC衬底10的背侧用作漏极端子。
[0034] 可选地，在所述横向区域中完全去除n+源极30并且部分地去除p层20。然后，通 过P+注入在横向区域中形成端子。所使用的注入机在此可以实现具有一注入深度的注入， 所述注入深度如此大，使得所述端子完全延伸通过P层20直至漂移区10中。为了解决注 入缺陷和/或为了活化所述一种或多种注入材料，接着可以是高温步骤。
[0035] 现在，在另一横向区域中形成沟槽，例如通过相应于沟槽的宽度地沉积掩蔽材料、 结构化所述掩蔽材料以及在使用经结构化的掩蔽材料的情况下蚀刻沟槽。在此如此形成沟 槽，使得所述沟槽穿过n+源极30和p层20直至到达漂移区域10中。在此，如此选择蚀刻 深度，使得沟槽最高以如同端子43那样的程度伸入漂移区10中。优选地，端子43比沟槽 更深地伸入漂移区10中，例如更深一百纳米或数百纳米。
[0036] 所述沟槽形成可以包括另一高温步骤，以便匹配沟槽形状。
[0037] 随后在沟槽中沉积栅极氧化物55。替代地或附加地，可以通过存放到气体氛围 (Gasatmosphiire)中、例如包含一氧化氮和/或一氧化二氮的气体氛围中来实施热氧化。 栅极氧化物55可以可选地在沟槽的底部区域中是增厚的。
[0038] 然后在栅极氧化物55上设置栅电极50,所述栅电极例如由多晶硅构成。可以附加 地结构化栅电极50。
[0039] 如此制造的沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管可以应用到功率半导体部件中， 所述功率半导体部件适合于电动汽车或光伏设备中的应用。
【主权项】
1. 一种用于金属氧化物半导体场效应晶体管的衬底，其中，所述衬底包括以下：n型掺 杂的外延漂移区（10)、设置在所述漂移区（10)上的P型掺杂的外延第一层（20)、设置在所 述第一层（20)上的高度n型掺杂的第二层（30)和通过p+注入形成的端子（41，42,43)，其 中，所述第一层（20)与所述端子（41，42,43)电接通并且横向设置在所述端子（41，42,43) 与沟槽之间，其中，所述沟槽在所述第一层（20)中、在所述第二层（30)中以及在所述漂移 区（10)中形成，其特征在于，所述P+注入的注入深度（P)至少与所述沟槽的深度一样大。2. 根据权利要求1所述的衬底，其中，在所述沟槽中如此设置有栅电极（50)，使得在所 述第一层（20)中能够形成竖直的通道区域（25)。3. 根据权利要求2所述的衬底，其中，所述栅电极（50)在氧化物层（55)上形成，所述 氧化物层至少覆盖所述沟槽（90)的底部。4. 根据以上权利要求中任一项所述的衬底，其中，所述端子（41，42,43)在所述第一层 (20)中以及在所述漂移区中形成。5. 根据权利要求4所述的衬底，其中，所述端子（41，43)也在所述第二层（30)中形成。6. 根据权利要求4所述的衬底，其中，所述端子（42)在所述第一层（20)的以下区域中 形成：在所述区域中所述第一层没有被所述第二层（30)覆盖，其中，所述第二层（30)在所 述区域中至少部分地去除，从而形成槽。7. 根据以上权利要求中任一项所述的衬底，其中，所述注入深度比所述沟槽的深度深 数百纳米。8. -种金属氧化物半导体场效应晶体管，其包括：n型掺杂的外延漂移区（10)、设置在 所述漂移区（10)上的P型掺杂的外延第一层（20)，设置在所述第一层（20)上的高度n型 掺杂的第二层（30)和通过p+注入形成的端子（41，42,43)，所述第一层（20)与所述端子 (41，42,43)电接通，其中，在所述第一层（20)中、在所述第二层（30)中以及在所述漂移区 (10)中形成沟槽，在所述沟槽中氧化物层和在其之上的栅电极（50)如此设置，使得所述第 一层（20)横向设置在沟槽与端子（41，42,43)之间，从而在所述第一层（20)中能够形成竖 直的通道区域（25)，其特征在于，所述p+注入的注入深度（P)至少与所述沟槽的深度一样 大。9. 一种用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管（101，102,103)的方法，所述方法具 有以下步骤： a. 提供n型掺杂的外延漂移区（10); b. 在所述漂移区（10)上设置p型掺杂的外延第一层（20)以及在所述第一层（20)上 设置高度n型掺杂的第二层（30); (：.通过口+注入形成端子（41，42,43)，从而所述第一层（20)与所述端子（41，42,43)电 接通； d. 在所述第一层（20)中、在所述第二层（30)中以及在所述漂移区（10)中形成沟槽； e. 在所述沟槽中形成栅极氧化物以及在所述沟槽中设置栅电极（50)，从而所述第一 层（20)横向设置在沟槽和端子（41，42,43)之间，从而在所述第一层（20)中能够形成竖直 的通道区域（25)， 其特征在于，所述P+注入的注入深度至少与所述沟槽的深度一样大。10. -种机动车，其具有功率开关，所述功率开关包括根据权利要求8所述的金属氧化 物半导体场效应晶体管。
【专利摘要】根据本发明提供一种用于金属氧化物半导体场效应晶体管的衬底和一种金属氧化物半导体场效应晶体管。所述衬底包括以下：n型掺杂的外延漂移区(10)、设置在漂移区(10)上的p-型掺杂的外延第一层(20)、设置在第一层上的高度n型掺杂的第二层(20)和通过p+注入形成的端子(41)，其中，第一层(20)与端子(41)电接通并且横向设置在端子(41)与沟槽之间，其中，沟槽在漂移区中、在第一层(20)中和在第二层(30)中形成。所述衬底的特征在于，p+注入的注入深度(P)至少与沟槽的深度一样大。深的p+注入可以如此分离相邻的沟槽，使得场不再能够影响栅极氧化物，因为所述场被引导绕开所述栅极氧化物。
【IPC分类】H01L29/417, H01L29/78, H01L29/10
【公开号】CN105210192
【申请号】CN201480028311
【发明人】渠宁, A·特劳特曼, M·格里布
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】DE102013209256A1, EP2997600A1, US20160118494, WO2014183897A1