沟槽型晶体管结构及其制备方法与流程

    技术2024-11-08  8


    本发明涉及半导体,尤其涉及一种沟槽型晶体管结构及其制备方法。


    背景技术:

    1、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor,简称mosfet)大致可以分为以下几类:平面型;沟槽型(trench),主要用于低压领域;屏蔽栅沟槽型(shielded gate transistor,简称sgt),主要用于中压和低压领域;超结型(super junction,简称sj),主要在高压领域应用。随着半导体集成电路的制造技术不断进步,半导体器件性能不断提升。碳化硅(sic)晶体管器件作为新型功率器件,相比传统硅(si)基功率器件具有击穿电压高、导通电阻低、耐高温、损耗低等特点。

    2、目前业界碳化硅沟槽型(trench)mosfet主要是两种方式做的金属硅化物(silicide):一、先于碳化硅衬底上开孔再进行金属硅化物工艺;二、于碳化硅衬底表面特别(special)处理后,势垒金属钛(barrier ti)直接与碳化硅在较低的温度(600℃)上形成欧姆接触(ohmic contact);该特别处理为通过氩气电感耦合等离子体处理碳化硅表面,离子轰击诱导的损伤层转变为均匀的无定形富c层,金属沉积后退火降低欧姆接触点电阻率。

    3、然而,上述两种方式做的金属硅化物,存在碳化硅沟槽型mosfet欧姆接触不好的问题,且方式二工艺较复杂、成本较高。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽型晶体管结构及其制备方法,改善工艺流程,使得所形成的金属硅化物面内均匀性好,欧姆接触好。

    2、为了解决上述问题,本发明提供了一种沟槽型晶体管结构的制备方法,所述方法包括如下步骤:形成一基底,所述基底包括半导体衬底、自所述半导体衬底表面延伸至所述半导体衬底内部的沟槽、形成于所述沟槽内壁的第一氧化层以及形成于所述沟槽内的所述第一氧化层表面并具有目标高度的多晶硅层,所述多晶硅层顶部存在缺陷形貌;于所述多晶硅层顶部表面形成第二氧化层以修复所述缺陷形貌,所述第二氧化层与所述第一氧化层相接触;于所述半导体衬底表面和所述第二氧化层顶面形成连续分布的金属层,所述金属层与所述半导体衬底表面以及所述第二氧化层顶面的接触面为平滑表面;以及对所述金属层进行处理,形成暴露所述第二氧化层的金属硅化物层。

    3、为了解决上述问题,本发明还提供了一种沟槽型晶体管结构,所述沟槽型晶体管结构采用本发明所述的制备方法制备而成。

    4、上述技术方案,利用多晶硅与碳化硅氧化温度的差异,在不氧化作为衬底的碳化硅的温度下对多晶硅层的多晶硅进行氧化,形成的氧化膜作为金属硅化物层,工艺简单,且所形成的金属硅化物层面内均匀性好、欧姆接触好。



    技术特征:

    1.一种沟槽型晶体管结构的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的形成一基底的步骤具体包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的形成一半导体衬底的步骤具体包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述半导体衬底的材料为碳化硅,所述的于所述半导体衬底表面以及所述沟槽内壁形成连续分布的所述第一氧化材料层的步骤具体包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述半导体衬底的材料为碳化硅,所述的于所述多晶硅层顶部表面形成第二氧化层的步骤具体包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述湿氧工艺的温度为750℃~850℃。

    7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第二氧化层的顶面与所述半导体衬底表面基本齐平。

    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的对所述金属层进行处理,形成暴露所述第二氧化层的金属硅化物层的步骤具体包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述金属层的材料为金属镍,

    10.根据权利要求1所述的方法,所述半导体衬底的材料为碳化硅,所述金属层的材料为金属镍,所述金属硅化物层的材料为镍硅。

    11.一种沟槽型晶体管结构,其特征在于,所述沟槽型晶体管结构采用权利要求1~10任一项所述的沟槽型晶体管结构的制备方法制备而成。


    技术总结
    本发明提供了一种沟槽型晶体管结构及其制备方法。所述方法包括如下步骤:形成一基底,所述基底包括半导体衬底、沟槽、第一氧化层以及多晶硅层,所述多晶硅层顶部存在缺陷形貌;于所述多晶硅层顶部表面形成第二氧化层以修复所述缺陷形貌;于所述半导体衬底表面和所述第二氧化层顶面形成连续分布的金属层,所述金属层与所述半导体衬底表面以及所述第二氧化层顶面的接触面为平滑表面;以及对所述金属层进行处理,形成暴露所述第二氧化层的金属硅化物层。本发明利用多晶硅与碳化硅氧化温度的差异,在不氧化作为衬底的碳化硅的温度下对多晶硅层的多晶硅进行氧化,形成的氧化膜作为金属硅化物层,工艺简单,且所形成的金属硅化物层面内均匀性好、欧姆接触好。

    技术研发人员:吴冠涛,吴贤勇,黄栋栋
    受保护的技术使用者:上海积塔半导体有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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