1表面形成絕緣層161。絕緣層161將柵電極151、柵極電介質(zhì)層143、柵介質(zhì)緩沖層141、η+源極區(qū)121、碳化娃講區(qū)111和外延層102完全覆蓋，將柵電極151與外延層102及η+源極區(qū)121、碳化硅阱區(qū)111之間形成電學(xué)隔離。形成絕緣層161后，進(jìn)行回流工藝，以將邊緣部分圓角化，并提高絕緣層161的質(zhì)量。在制作絕緣層161之前可以先淀積隔離層(圖中未示出)，防止絕緣層161的回流工藝對(duì)柵電極151造成影響。絕緣層161具有0.5?10 μm的厚度，可以是氧化娃、氮化娃、磷娃玻璃PSG、硼硅玻璃BSG、硼磷硅玻璃BPSG、多晶硅或含氧多晶硅等材料或其復(fù)合結(jié)構(gòu)，采用原子層沉積(atomic layer deposit1n, ALD)、低壓化學(xué)氣相沉積(low pressure chemicalvapor deposit1n，LPCVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapordeposit1n，PECVD)或派射等方式制作，但并不限于上述材料和制作方法。絕緣層161的回流工藝，在大約500?1100°C進(jìn)行，使用的氣體包括氧氣O2、氫氣H2、水蒸氣比0、氮?dú)釴2、氯化氫HCl、三氯硅烷SiHCl3、一氧化氮NO、笑氣N20、氨氣NH3或氬氣Ar，以及上述氣體的混合氣體，但并不限于上述幾種氣體。回流工藝的同時(shí)也將柵電極151的邊緣部分圓角化和氧化。
[0108]11)如圖12所示，在絕緣層161上形成接觸孔171，在η+源極區(qū)121暴露出的區(qū)域上表面形成接觸122，在碳化硅阱區(qū)111暴露出的區(qū)域上表面形成接觸112。在絕緣層161上形成接觸孔171采用光刻、腐蝕和/或刻蝕的方法，接觸孔171可以是圓形、方形、長條形、六邊形、八邊形等形狀。采用先腐蝕再刻蝕或先刻蝕再腐蝕的方法，接觸孔171的側(cè)壁會(huì)形成包括濕法腐蝕和干法刻蝕兩級(jí)區(qū)域，通過調(diào)整腐蝕和刻蝕工藝參數(shù)和深度，可以獲得不同側(cè)壁傾角的接觸孔，適用于小型元器件，并在側(cè)壁邊緣處形成鈍角，便于后續(xù)金屬電極的制造。所述光刻步驟包括使用光刻膠或聚酰亞胺等材料，采用紫外光、激光或電子束等方式，在需保留的絕緣層161區(qū)域制作出所需要的掩膜圖形，暴露出接觸孔的區(qū)域。所述刻蝕方法包括反應(yīng)離子刻蝕(reactive 1n etching，RIE)、電感親合等離子(inductivecoupled plasma, ICP)刻蝕、激光燒蝕或離子銑等，使用的材料包括氬氣Ar、氧氣O2、氮?dú)釴2、氦氣He、氯氣Cl2、六氟化硫SF6、四氟化碳CF4、三氟甲烷CHF3、八氟環(huán)丁烷C4F8或三氟化氮NF3，但并不限于上述幾種材料。所述濕法腐蝕方法使用的材料包括磷酸H3PO4、氫氟酸HF、緩沖氫氟酸Β0Ε、硫酸H2SO4、硝酸HNO3、鹽酸HCl、醋酸CH3COOH或雙氧水H2O2,配制不同濃度的腐蝕液。
[0109]于接觸孔171中填充接觸金屬并退火，形成接觸部分112和122。接觸部分112和122分別與碳化硅阱區(qū)111和η+源極區(qū)121形成電學(xué)耦合。所使用的金屬層厚度為0.01?5 μπι，金屬是鎢、鉻、鉑、鈦、銀、金、鋁、鎳、銅及其合金或其復(fù)合結(jié)構(gòu)，采用蒸發(fā)、濺射或電鍍等方式制作，但并不限于上述材料和制作方法。金屬層形成后，通過退火與碳化硅阱區(qū)111和η+源極區(qū)121形成歐姆接觸。退火工藝在300?1100°C進(jìn)行，使用的氣體包括氫氣H2、氮?dú)釴2或氬氣Ar，以及上述氣體的混合氣體，但并不限于上述幾種氣體。退火后接觸部分112和122分別與碳化硅阱區(qū)111和η+源極區(qū)121形成歐姆接觸。
[0110]12)如圖13所示，碳化硅襯底101背面形成接觸104。接觸104通過淀積金屬后退火與襯底接觸區(qū)域103形成歐姆接觸。接觸104的厚度為0.1?5μπι，金屬是鎢、鉻、鉑、鈦、銀、金、鋁、鎳、銅及其合金或其復(fù)合結(jié)構(gòu)。接觸104的形成方法與接觸122類似，此處不再重復(fù)說明。
[0111]13)所述溝槽型碳化硅MOSFET功率器件的制造方法還包括其他工藝步驟如金屬電極制作和鈍化層制作(圖中未示出)，劃片和引線鍵合等步驟。在此不再贅述。
[0112]實(shí)施例2
[0113]I)如圖14所示，于具有第一導(dǎo)電類型碳化硅襯底201上表面外延形成漂移層202，外延層202具有與襯底201相同的導(dǎo)電類型。外延層202具有I X 114Cm 3?I X 1016cm 3的雜質(zhì)濃度和10 μπι?200 μπι的厚度，根據(jù)所制造器件的電壓等級(jí)不同進(jìn)行選取。
[0114]碳化硅襯底201為4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC或15R_SiC晶型的碳化硅，具有I X 118Cm 3?I X 10 19Cm 3的雜質(zhì)濃度。襯底201的主表面是具有例如(11-20)晶面取向的面A。襯底201可以是η型或ρ型的，此處以制作N溝道MOSFET所需的η型襯底為例進(jìn)行描述，如需制作P溝道MOSFET，只需將描述中導(dǎo)電類型的η型和ρ型互換。碳化硅襯底201可以是標(biāo)準(zhǔn)厚度400?1000微米，也可以是經(jīng)過減薄的厚度10?400微米。
[0115]2)如圖3所示，在碳化硅外延層202上形成第二導(dǎo)電類型的碳化硅阱區(qū)211，此碳化硅阱區(qū)包含碳化硅導(dǎo)電溝道區(qū)，提供電流通路。碳化硅阱區(qū)211采用外延或離子注入的方法制作。所述離子注入的制造方法包括:在外延層202上形成掩膜材料，利用光刻將掩膜材料圖形化，去除形成阱區(qū)211部分的掩膜材料，然后從掩膜上將ρ型雜質(zhì)(例如B或Al)離子注入到η型外延層202的上表面部分。去除掩膜后，于1500?2200°C下進(jìn)行活化退火工藝，退火時(shí)間為3?30分鐘，從而形成ρ型阱區(qū)211。阱區(qū)211具有5X 115Cm 3?5X 119Cm 3的雜質(zhì)濃度和0.3?3 μπι的深度。阱區(qū)211是非均勻摻雜，雜質(zhì)濃度隨深度增加先增加后減小，在表面附近較低，在0.3?2.8 μπι處最高，然后再逐漸降低。
[0116]3)如圖4所示，在阱區(qū)211的上表面形成η+型源極區(qū)221，在襯底201背面形成η++型接觸區(qū)域203。η+型源極區(qū)221的深度小于碳化硅阱區(qū)211，η+型源極區(qū)221的底部與碳化硅阱區(qū)211底部之間的部分即溝道區(qū)域。η+型源極區(qū)221的制造方法與阱區(qū)211的制造方法類似，包括利用光刻形成圖形化的掩膜材料、離子注入和活化退火工藝。η+型源極區(qū)221具有I X 119Cm 3?5 X 102°cm3的雜質(zhì)濃度和0.1 μ m?0.4 μ m的厚度。η++型接觸區(qū)域203采用離子注入和活化退火工藝制造，將η型雜質(zhì)(例如N或P)離子注入到襯底201的背面，然后于1200?2000°C下進(jìn)行活化退火工藝或采用激光活化退火工藝，退火時(shí)間為3?30分鐘，從而形成η++型接觸區(qū)域203。接觸區(qū)域203具有5X 119Cm 3?5X 10 20cm 3的雜質(zhì)濃度和0.1?0.3 μπι的深度。
[0117]4)如圖5所示，在η+源極區(qū)221中間制作溝槽231。溝槽231穿過η+源極區(qū)221和碳化硅阱區(qū)211，延伸至外延層202中。溝槽231的底部呈圓弧形，側(cè)壁可以是垂直的，也可以具有70°至89°的傾斜角度。溝槽231的深度為0.2?5微米。溝槽231的制作方法包括:在碳化硅襯底表面形成掩膜材料，利用光刻將掩膜材料圖形化，去除形成溝槽231部分的掩膜材料，然后刻蝕碳化硅達(dá)到所需的深度，去除掩膜材料后，對(duì)溝槽231側(cè)壁進(jìn)行平整化處理，減小刻蝕損傷。所述碳化硅刻蝕方法包括反應(yīng)離子刻蝕(reactive 1netching，RIE)、電感親合等離子(inductive coupled plasma, I CP)刻蝕、激光燒蝕或離子銑等，使用的材料包括氬氣Ar、氧氣O2、氮?dú)釴2、氦氣He、氯氣Cl2、六氟化硫SF6、四氟化碳C4F8、三氟甲烷CHF3和三氟化氮NF 3等，但并不限于上述幾種材料。
[0118]5)如圖18所示，在溝槽231的內(nèi)表面及η+源極區(qū)221和阱區(qū)211的上表面形成初始柵極242。初始柵極242是絕緣的或?qū)щ姷模穸葹?0?200nm或更小，是摻雜或非摻雜的多晶硅、非晶硅或無定型硅等材料，摻雜元素為0、Ν、Ρ、Β或Al，初始柵極242采用原子層沉積(atomic layer deposit1n, ALD)、低壓化學(xué)氣相沉積(low pressure chemicalvapor deposit1n，LPCVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapordeposit1n，PECVD)或派射的方式制作，但并不限于上述材料和制作方法。
[0119]6)如圖19所示，氧化初始柵極242形成所需厚度的柵極電介質(zhì)層243。柵極電介質(zhì)層243是絕緣的，主要是氧化娃材料，可以含有N、P、B、Al、C等雜質(zhì)兀素，厚度為20?400nm或更小。初始柵電極242的氧化在高溫下進(jìn)行，氧化溫度為600?1500°C，使用的氣體包括氧氣O2、氫氣H2、水蒸氣H20、氮?dú)釴2、氯化氫HCl、三氯硅烷SiHCl3、一氧化氮NO、笑氣N20、氨氣NH3或氬氣Ar，以及上述氣體的混合氣體，但并不限于上述幾種氣體。
[0120]7)如圖20所示，對(duì)柵極電介質(zhì)層243進(jìn)行圖形化，去除η+源極區(qū)221和阱區(qū)211上表面的柵極電介質(zhì)層243，并將溝槽231側(cè)壁上部的柵極電介質(zhì)層243的厚度減小。柵極電介質(zhì)層243的圖形化采用光刻和腐蝕或刻蝕的方法制造。所述光刻步驟包括使用光刻膠等材料，采用紫外光、激光或電子束等方式，在需保留的柵極電介質(zhì)層243上制作出所需要的光刻膠圖形，暴露出需去除的區(qū)域。所述光刻步驟還包括在溝槽231中全部填充或部分填充光刻膠。所述刻蝕方法包括反應(yīng)離子刻蝕(reactive 1n etching，RIE)、電感親合等離子(inductive coupled plasma, I CP)刻蝕、激光燒蝕或離子銑等，使用的材料包括氬氣Ar、氧氣O2、氮?dú)釴2、氦氣He、氯氣Cl2、六氟化硫SF6、四氟化碳CF4、三氟甲烷CHF3、八氟環(huán)丁烷C4F8或三氟化氮NF3，但并不限于上述幾種材料。所述濕法腐蝕方法使用的材料包括磷酸H3PO4、氫氟酸HF、緩沖氫氟酸Β0Ε、硫酸H2SO4、硝酸HNO3、鹽酸HCl、醋酸CH3C00H、雙氧水H2O2、氫氧化鉀KOH或四甲基氫氧化銨TMAH，配制不同濃度的腐蝕液。
[0121]8)如圖22所示，在溝槽231中填充導(dǎo)電的柵電極251以便形成半導(dǎo)體元器件。在柵極電介質(zhì)層243和柵電極251之間可以插入隔離層(圖中未示出)，防止后續(xù)工藝對(duì)柵極電介質(zhì)層243造成影響。柵電極251由多晶硅、Al、T1、N1、W或Pt等材料制成，摻雜了η型或ρ型雜質(zhì)以增強(qiáng)導(dǎo)電性。柵電極251的上表面較η+源極區(qū)221的上表面低0.1?5 μπι。采用光刻和腐蝕或刻蝕的方法對(duì)柵電極251進(jìn)行圖形化制作。所述光刻步驟包括使用光刻膠等材料，采用紫外光、激光或電子束等方式，在需保留的柵電極251上制作出所需要的光刻膠圖形，暴露出需去除的區(qū)域。所述刻蝕方法包括反應(yīng)離子刻蝕(reactive 1netching，RIE)、電感親合等離子(inductive coupled plasma, I CP)刻蝕、激光燒蝕或離子銑等，使用的材料包括氬氣Ar、氧氣O2、氮?dú)釴2、氦氣He、氯氣Cl2、六氟化硫SF6、四氟化碳CF4、三氟甲烷CHF3、八氟環(huán)丁烷C4F8或三氟化氮NF 3，但并不限于上述幾種材料。所述濕法腐蝕方法使用的材料包括磷酸H3PO4、氫氟酸HF、緩沖氫氟酸Β0Ε、硫酸H2S04、硝酸HNO3、鹽酸HCl、醋酸CH3C00H、雙氧水H2O2、氫氧化鉀KOH或四甲基氫氧化銨TMAH，配制不同濃度的腐蝕液。
[0122]9)如圖22所示，在碳化娃襯底201表面形成絕緣層261。絕緣層261將柵電極25