本技術(shù)涉及半導(dǎo)體,特別是涉及一種碳化硅半導(dǎo)體器件及其制備方法。
背景技術(shù):
1、碳化硅材料是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表,具有較大的禁帶寬度、較高的熱導(dǎo)率、較高的電子飽和漂移速度以及較高的臨界擊穿電場。近年來,以碳化硅半導(dǎo)體器件為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電、新能源汽車和海上風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域,碳化硅半導(dǎo)體器件在戶外環(huán)境中的長期運(yùn)行可靠性受到溫濕度、電場等因素的影響,器件一旦出現(xiàn)失效,可能會造成重大安全問題。因此,如何提升碳化硅半導(dǎo)體器件的可靠性是亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本技術(shù)實(shí)施例為解決背景技術(shù)中存在的至少一個(gè)問題而提供一種碳化硅半導(dǎo)體器件及其制備方法。
2、第一方面,本技術(shù)實(shí)施例提供了一種碳化硅半導(dǎo)體器件,包括:
3、襯底以及位于所述襯底中的源極區(qū)和位于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu);
4、介質(zhì)層,覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)和所述襯底;
5、源極導(dǎo)電層,貫穿所述介質(zhì)層以與所述源極區(qū)導(dǎo)電連接,并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面;
6、柵極導(dǎo)電層,貫穿所述介質(zhì)層以與所述柵極結(jié)構(gòu)導(dǎo)電連接,并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面;所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層間隔設(shè)置;
7、鈍化層,至少覆蓋所述源極導(dǎo)電層的靠近所述柵極導(dǎo)電層一側(cè)的側(cè)壁以及所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁和頂表面;
8、被所述鈍化層覆蓋的所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁中的至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有緩降結(jié)構(gòu),所述緩降結(jié)構(gòu)通過斜坡狀緩降和臺階狀緩降中的一種或其組合的方式形成。
9、結(jié)合本技術(shù)的第一方面,在一可選實(shí)施方式中,所述至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有通過臺階狀緩降的方式形成的所述緩降結(jié)構(gòu),且臺階的數(shù)量大于或等于3。
10、結(jié)合本技術(shù)的第一方面,在一可選實(shí)施方式中,被所述鈍化層覆蓋的所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的頂端和底端之間均具有所述緩降結(jié)構(gòu),且所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的所述緩降結(jié)構(gòu)通過相同的緩降方式形成。
11、結(jié)合本技術(shù)的第一方面,在一可選實(shí)施方式中,所述至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有通過臺階狀緩降的方式形成的所述緩降結(jié)構(gòu),且至少一個(gè)所述臺階的臺階面和側(cè)面之間的夾角為鈍角。
12、第二方面,本技術(shù)實(shí)施例提供了一種碳化硅半導(dǎo)體器件的制備方法,所述方法包括:
13、提供襯底,所述襯底中包括源極區(qū);
14、在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu);
15、形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)和所述襯底的介質(zhì)層,所述介質(zhì)層具有暴露所述源極區(qū)的第一通孔和暴露所述柵極結(jié)構(gòu)的第二通孔;
16、形成填充所述第一通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的源極導(dǎo)電層以及填充所述第二通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的柵極導(dǎo)電層,所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層間隔設(shè)置;其中,所述源極導(dǎo)電層的靠近所述柵極導(dǎo)電層一側(cè)的側(cè)壁和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁中,至少部分側(cè)壁的頂端和底端之間形成有緩降結(jié)構(gòu),所述緩降結(jié)構(gòu)通過斜坡狀緩降和臺階狀緩降中的一種或其組合的方式形成;
17、形成至少覆蓋所述源極導(dǎo)電層的靠近所述柵極導(dǎo)電層一側(cè)的側(cè)壁以及所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁和頂表面的鈍化層。
18、結(jié)合本技術(shù)的第二方面,在一可選實(shí)施方式中,所述形成填充所述第一通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的源極導(dǎo)電層以及填充所述第二通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的柵極導(dǎo)電層,包括:
19、形成填充所述第一通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的第一源極導(dǎo)電層和填充所述第二通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的第一柵極導(dǎo)電層,所述第一源極導(dǎo)電層和所述第一柵極導(dǎo)電層間隔設(shè)置,所述第一源極導(dǎo)電層和所述第一柵極導(dǎo)電層的厚度分別小于對應(yīng)的所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的厚度;
20、形成光刻膠層,所述光刻膠層覆蓋所述介質(zhì)層、所述第一源極導(dǎo)電層的頂表面中靠近所述第一柵極導(dǎo)電層的一側(cè)的邊緣部分和/或所述第一柵極導(dǎo)電層的頂表面中的邊緣部分;
21、形成一定厚度的導(dǎo)電材料層,所述一定厚度使得所述導(dǎo)電材料層的覆蓋在所述光刻膠層的頂表面上的部分與覆蓋在所述第一源極導(dǎo)電層和所述第一柵極導(dǎo)電層的頂表面上的部分均不連接;
22、去除所述光刻膠層,所述導(dǎo)電材料層的覆蓋在所述光刻膠層的頂表面上的部分隨著所述光刻膠層被去除而脫落,所述導(dǎo)電材料層的位于所述第一源極導(dǎo)電層上的部分構(gòu)成第二源極導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電材料層的位于所述第一柵極導(dǎo)電層表面的部分構(gòu)成第二柵極導(dǎo)電層,所述第一源極導(dǎo)電層的側(cè)壁與所述第一源極導(dǎo)電層的頂表面中被所述光刻膠層覆蓋的部分和/或所述第一柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁與所述第一柵極導(dǎo)電層的頂表面中被所述光刻膠層覆蓋的部分形成臺階。
23、結(jié)合本技術(shù)的第二方面,在一可選實(shí)施方式中,所述形成填充所述第一通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的源極導(dǎo)電層以及填充所述第二通孔并覆蓋部分所述介質(zhì)層的頂表面的柵極導(dǎo)電層,包括:
24、形成分別填充所述第一通孔和所述第二通孔并覆蓋所述介質(zhì)層的頂表面的初始導(dǎo)電層;
25、對所述初始導(dǎo)電層進(jìn)行至少一次刻蝕,以形成所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層。
26、結(jié)合本技術(shù)的第二方面,在一可選實(shí)施方式中,所述至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有通過臺階狀緩降的方式形成的所述緩降結(jié)構(gòu),且臺階的數(shù)量大于或等于3。
27、結(jié)合本技術(shù)的第二方面,在一可選實(shí)施方式中,被所述鈍化層覆蓋的所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的頂端和底端之間均形成有所述緩降結(jié)構(gòu),且所述源極導(dǎo)電層和所述柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的所述緩降結(jié)構(gòu)通過相同的緩降方式形成。
28、結(jié)合本技術(shù)的第二方面,在一可選實(shí)施方式中,所述至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有通過臺階狀緩降的方式形成的所述緩降結(jié)構(gòu),且至少一個(gè)所述臺階的臺階面和側(cè)面之間的夾角為鈍角。
29、本技術(shù)實(shí)施例所提供的碳化硅半導(dǎo)體器件及其制備方法,碳化硅半導(dǎo)體器件包括:襯底以及位于襯底中的源極區(qū)和位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu);介質(zhì)層,覆蓋柵極結(jié)構(gòu)和襯底;源極導(dǎo)電層,貫穿介質(zhì)層以與源極區(qū)導(dǎo)電連接,并覆蓋部分介質(zhì)層的頂表面;柵極導(dǎo)電層,貫穿介質(zhì)層以與柵極結(jié)構(gòu)導(dǎo)電連接,并覆蓋部分介質(zhì)層的頂表面;源極導(dǎo)電層和柵極導(dǎo)電層間隔設(shè)置;鈍化層,至少覆蓋源極導(dǎo)電層的靠近柵極導(dǎo)電層一側(cè)的側(cè)壁以及柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁和頂表面;被鈍化層覆蓋的源極導(dǎo)電層和柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁中的至少部分側(cè)壁滿足:在側(cè)壁的頂端和底端之間具有緩降結(jié)構(gòu),緩降結(jié)構(gòu)通過斜坡狀緩降和臺階狀緩降中的一種或其組合的方式形成。如此,通過在被鈍化層覆蓋的源極導(dǎo)電層和柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁中的至少部分側(cè)壁的頂端和底端之間設(shè)置緩降結(jié)構(gòu),可以避免鈍化層在源極導(dǎo)電層和/或柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的頂端和底端之間出現(xiàn)較大的高度上的突變,從而可以降低覆蓋源極導(dǎo)電層和/或柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的鈍化層中的應(yīng)力,因此能夠有效地改善覆蓋源極導(dǎo)電層和/或柵極導(dǎo)電層的側(cè)壁的鈍化層易開裂的問題,提高了碳化硅半導(dǎo)體器件的可靠性。
30、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。