碳化硅沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管

摘要

本发明涉及一种以碳化硅为基板制造的具有累积层通道的沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管结构。该晶体管结构包含沟槽栅极、以外延或离子注入形成的p型基底层、n+掺杂区、p+掺杂区及同时形成于n+掺杂区、p+掺杂区的源极接触及形成于碳化硅基板的漏极。累积层通道位于沟槽栅极与p型基底层之间。此外该基底层与源极具相同电位。本发明还公开了这种沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管结构的形成方法。

主权项

1、一种形成沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管的方法，该方法至少包含以下步骤：提供包含n型掺杂外延层及n型重掺杂的碳化硅基板；在该外延层上形成一第一光致抗蚀剂图案，以定义p型基底掺杂区；施以第一次离子注入，于外延层内注入P型杂质，用以形成多个p型基底区；去除该第一光致抗蚀剂图案；全面施以第二次离子注入，于该外延层内注入n型杂质，用以形成n+掺杂区，其中n+掺杂区与该外延层的接面浅于该p型基底区与外延层的接面；以光刻及蚀刻技术在该外延层内定义一沟槽，该沟槽侧壁与该p型基底区相隔以一间隙，该间隙为累积层通道；在该沟槽底部、侧壁及该碳化硅基板所有表面形成栅极氧化层；全面沉积一多晶硅层，填满该沟槽，并使之溢出该外延层；用光刻及蚀刻技术定义该多晶硅层以定义出沟槽栅极；于上述结果的表面上形成第二光致抗蚀剂图案，用以定义p+掺杂区位置，该p+掺杂区位置紧邻该n+掺杂区以构成双杂质掺杂区，用以提供源极接触；施以第三次离子注入，用以在该外延层内形成该p+掺杂区；去除该第二光致抗蚀剂图案；在所有表面上形成介电层；用光刻及蚀刻技术定义该介电层，用以在该沟槽栅极其余部分上形成裸露一沟槽多晶硅层的接触区及一隔离层，并覆盖部分的n+掺杂区；施以离子活化热处理，以使注入的杂质活化；于该外延层的上表面全面形成第一金属层；以光刻及蚀刻技术定义该金属层，用以定义源极金属接触层及沟槽栅极金属层，该源极金属接触层同时形成于该p+区及该n+区上，该沟槽栅极金属层接触于多晶硅层的接触区；清除该n型重掺杂碳化硅基板背面的所有氧化层直到裸露该n型重掺杂碳化硅基板表面；及于该n型重掺杂碳化硅基板表面上全面形成第一金属层，该第二金属层是做为该沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极。