本發明涉及半導體,特別涉及一種高壓碳化硅器件及其制造方法。
背景技術:
1、高壓碳化硅器件又稱電力電子器件,由于sic(碳化硅)具有高臨界電場、高熱導率以及高飽和漂移速率,因此碳化硅功率器件主要應用于電力設備電能變換和控制電路方面的大功率電子器件,有功率二極管、功率三極管、晶閘管、mosfet或igbt等。碳化硅功率元器件在1000v以上的中高壓領域有深遠影響,主要應用領域有電動汽車充電樁、光伏新能源、軌道交通和智能電網等。隨著碳化硅器件的設計尺寸逐漸縮小,碳化硅器件中的接觸孔的尺寸也隨之不斷減小,在目前的高壓碳化硅器件的制造過程中,若通過增大接觸孔的尺寸來降低接觸電阻,雖能達到降低接觸電阻的目的,但會不可避免地增加輸入電容,進而對開關速度產生不利影響,若采取提高注入濃度的方法,其效果也已達到技術極限。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種高壓碳化硅器件及其制造方法,以增加接觸孔的接觸面積,并降低電容。
2、為實現上述目的,本發明提供一種高壓碳化硅器件的制造方法,包括:
3、提供襯底,所述襯底上形成有外延層,所述外延層中形成有源漏區,所述源漏區中形成有貫穿的接觸區,所述接觸區的頂表面低于所述源漏區的頂表面,所述襯底上形成有層間介質層,所述源漏區上的所述層間介質層中形成有接觸孔,所述接觸孔的下部的寬度小于所述接觸孔的上部的寬度,以使所述接觸孔的下部與所述接觸孔的上部的交界處構成臺階;
4、形成第一側墻層,所述第一側墻層至少覆蓋所述接觸孔的上部的側壁和所述臺階的頂表面;
5、形成第二側墻層,所述第二側墻層位于所述臺階頂表面的所述第一側墻層上并覆蓋所述第一側墻層的側壁;
6、刻蝕所述第一側墻層,去除位于所述臺階頂表面的所述第一側墻層,以在所述第二側墻層的底部與所述臺階的頂表面之間形成凹槽;
7、形成源漏接觸層,所述源漏接觸層填滿所述凹槽,并延伸覆蓋所述第二側墻層的側壁、所述接觸孔下部的內表面和所述層間介質層的頂表面。
8、可選的,所述第一側墻層的材質為氧化硅,通過化學氣相沉積工藝形成所述第一側墻層,其中,在形成所述第一側墻層時,所述第一側墻層還覆蓋所述接觸孔下部的內表面和所述層間介質層的頂表面。
9、可選的,刻蝕所述第一側墻層的方法包括:
10、采用濕法刻蝕工藝對所述第一側墻層進行刻蝕,以去除位于所述臺階頂表面的所述第一側墻層,并去除位于所述接觸孔下部的內表面的所述第一側墻層以及去除所述層間介質層上的所述第一側墻層。
11、可選的,所述第二側墻層的形成方法包括:
12、形成第二側墻材料層,所述第二側墻材料層覆蓋所述第一側墻層;
13、采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第二側墻材料層,以去除所述的接觸孔底部的所述第二側墻材料層,以及去除所述層間介質層上的所述第二側墻材料層,并保留所述第一側墻層側壁的所述第二材料層以構成所述第二側墻層。
14、可選的,所述第二側墻材料層的材質為氮化硅,通過化學氣相沉積工藝形成所述第二側墻材料層。
15、可選的,所述源漏接觸層的材質包括鎳硅化物、鈦硅化物和鉑硅化物中的至少一種。
16、可選的,所述襯底的材質和所述外延層的材質均為碳化硅。
17、可選的,在形成所述源漏接觸層之后,還包括:
18、在所述接觸孔中填充導電層,所述導電層覆蓋所述源漏接觸層。
19、基于同一發明構思,本發明還提供一種高壓碳化硅器件,包括:
20、襯底,所述襯底上形成有外延層,所述外延層中形成有源漏區,所述源漏區中形成有貫穿的接觸區,所述接觸區的頂表面低于所述源漏區的頂表面,所述襯底上形成有層間介質層,所述源漏區上的所述層間介質層中形成有接觸孔,所述接觸孔的下部的寬度小于所述接觸孔的上部的寬度,以使所述接觸孔的下部與所述接觸孔的上部的交界處構成臺階;
21、第一側墻層,所述第一側墻層至少覆蓋所述接觸孔的上部的側壁;
22、第二側墻層,所述第二側墻層覆蓋所述第一側墻層的側壁,且所述第二側墻層的底部與所述臺階的頂表面之間形成有凹槽;
23、源漏接觸層,所述源漏接觸層填滿所述凹槽,并延伸覆蓋所述第二側墻層的側壁及所述接觸孔下部的內壁內表面。
24、可選的,所述第一側墻層的材質為氧化硅;所述第二側墻層的材質為氮化硅。
25、在本發明提供的高壓碳化硅器件的制造方法中,先形成第一側墻層,第一側墻層至少覆蓋接觸孔的上部的側壁和臺階的頂表面;然后,形成第二側墻層,第二側墻層位于臺階頂表面的第一側墻層上并覆蓋第一側墻層的側壁;接著,刻蝕第一側墻層,去除位于臺階頂表面的第一側墻層,以在第二側墻層的底部與臺階的頂表面之間形成凹槽;接著,形成源漏接觸層,源漏接觸層填滿凹槽,并延伸覆蓋第二側墻層的側壁、接觸孔下部的內表面和所述層間介質層的頂表面。由于第二側墻層的底部與臺階的頂表面之間形成有凹槽,增加了接觸孔的接觸面積,故可以增加源漏接觸層與源漏區之間的接觸面積,從而可以降低源漏接觸層與接觸孔之間的接觸電阻,提高器件的性能,并且,采用第一側墻層和第二側墻層相結合的側墻,可以降低介電常數,從而可以有效的降低接觸孔中的電容。
1.一種高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,所述第一側墻層的材質為氧化硅,通過化學氣相沉積工藝形成所述第一側墻層,其中,在形成所述第一側墻層時,所述第一側墻層還覆蓋所述接觸孔下部的內表面和所述層間介質層的頂表面。
3.如權利要求2所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,刻蝕所述第一側墻層的方法包括:
4.如權利要求3所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,所述第二側墻層的形成方法包括:
5.如權利要求4所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,所述第二側墻材料層的材質為氮化硅,通過化學氣相沉積工藝形成所述第二側墻材料層。
6.如權利要求1所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,所述源漏接觸層的材質包括鎳硅化物、鈦硅化物和鉑硅化物中的至少一種。
7.如權利要求1所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,所述襯底的材質和所述外延層的材質均為碳化硅。
8.如權利要求1所述的高壓碳化硅器件的制造方法,其特征在于,在形成所述源漏接觸層之后,還包括:
9.一種高壓碳化硅器件,其特征在于,包括:
10.如權利要求9所述的高壓碳化硅器件,其特征在于,所述第一側墻層的材質為氧化硅;所述第二側墻層的材質為氮化硅。