[发明专利]沟槽的刻蚀方法、碳化硅器件的制备方法及碳化硅器件

说明书

本公开提供一种沟槽的刻蚀方法、碳化硅器件的制备方法及碳化硅器件，所述碳化硅器件的制备方法包括：通过湿法刻蚀工艺和化学机械平坦化在漂移层上的氧化层上于所述屏蔽区的对应位置处形成第三刻蚀窗口；其中，所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角为130°至140°；通过所述第三刻蚀窗口，采用干法刻蚀的工艺在漂移层表面内于所述屏蔽区的对应位置处形成呈等腰梯形的沟槽，所述屏蔽区的剩余部分位于所述沟槽下方；其中，所述沟槽的侧壁相对于其底部的倾角等于所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角；在沟槽的侧壁和底部形成与漂移层形成肖特基接触的肖特基金属层。这种方法实现了MOSFET与SBD集成后通态电流和阻断电压之间最优的折中关系。

技术领域

本公开涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种沟槽的刻蚀方法、碳化硅器件的制备方法及碳化硅器件。

背景技术

碳化硅(SiC)是新型宽禁带半导体材料，高热导率、高击穿场强、高饱和速度等优点，非常适合制作高温大功率半导体器件。碳化硅基功率器件能极大的发挥其高温、高频和低损耗的特点，使得其在高压、高温、高频、大功率、强辐射等方面都有极大的应用前景。其中，碳化硅金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)具有低导通电阻、开关速度快、耐高温等特点，在高压变频、新能源汽车、轨道交通等领域具有巨大的应用优势。

然而，传统平面栅结构的SiC MOSFET器件，在其元胞结构中除MOS结构外还寄生了一个体PIN二极管，该PIN二极管的开启会引起“双极退化”现象，严重影响MOSFET器件长期使用的可靠性。为了抑制SiC MOSFET器件中PIN二极管的开启，传统的办法是采用肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode，SBD)与MOSFET器件反并联使用，作为其续流二极管。然而在芯片制造过程中反并联MOSFET和SBD增多了制造工序，延长了制造时长，增加制造成本；并且，工序的增多还增加了制造过程风险，降低了产品良率；此外，传统的反并联会在器件中引入多余的键合线路，在器件使用过程中增加了多余的杂散电感，导致器件电学性能衰减。但是，现有的集成SBD的碳化硅器件中，难以实现最优的MOSFET器件与SBD集成后通态电流和阻断电压之间的折中关系。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种沟槽的刻蚀方法、碳化硅器件的制备方法及碳化硅器件，解决了现有技术中难以实现最优的MOSFET器件与SBD集成后通态电流和阻断电压之间的折中关系的技术问题。

第一方面，本公开提供一种沟槽的刻蚀方法，包括：

提供第一导电类型碳化硅衬底，并在所述衬底上方形成第一导电类型漂移层；

在所述漂移层上方形成氧化层；

在所述氧化层上方形成光刻胶掩膜层，并对所述光刻胶掩膜层进行图案化处理，以在所述光刻胶掩膜层上形成第一刻蚀窗口；

通过所述第一刻蚀窗口，采用湿法刻蚀的工艺刻蚀所述第一刻蚀窗口下方的所述氧化层，以在所述氧化层上形成第二刻蚀窗口；

去除所述光刻胶掩膜层，对所述氧化层进行化学机械平坦化处理，以去除预设厚度的所述氧化层并对所述第二刻蚀窗口进行优化，从而在剩余的所述氧化层上形成呈等腰梯形的第三刻蚀窗口；其中，所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角为130°至140°；

通过所述第三刻蚀窗口，采用干法刻蚀的工艺刻蚀所述第三刻蚀窗口下方的所述漂移层，以在所述漂移层的表面内形成呈等腰梯形的沟槽；其中，所述沟槽的侧壁相对于其底部的倾角等于所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角；

去除剩余的所述氧化层。

根据本公开的实施例，优选地，所述沟槽的深度为1至2um。

根据本公开的实施例，优选地，