耗盡層大部分延伸至η型漂移層2。
[0049]此外，因?yàn)棣研蜕顚?0和ρ型RESURF層15具有相同深度，所以從每個(gè)P型深層10和η型漂移層2之間的界面以及ρ型RESURF層15和η型漂移層2之間的界面延伸的耗盡層易于合并以延伸至P型保護(hù)環(huán)層16。類似地，耗盡層中的等位線大致水平于襯底ρ型深層10和ρ型RESURF層15下方的襯底平面，并且終止于ρ型保護(hù)環(huán)層16近側(cè)。該構(gòu)造允許擊穿發(fā)生在P型保護(hù)環(huán)層16上而不是發(fā)生在ρ型深層10上，以實(shí)現(xiàn)具有高擊穿電壓的半導(dǎo)體裝置。
[0050]現(xiàn)在將描述根據(jù)實(shí)施例的用于制造具有反轉(zhuǎn)類型溝槽柵結(jié)構(gòu)的MOSFET的SiC半導(dǎo)體裝置的方法。
[0051][圖2Α的步驟]:η型SiC漂移層2在提前準(zhǔn)備的η+型SiC襯底I的表面上外延生長。隨后，將例如由LTO制成的光罩20形成在η型漂移層2的表面上。然后通過光刻將光罩20刻蝕在將要形成ρ型深層10、ρ型RESURF層15以及ρ型保護(hù)環(huán)層16的區(qū)域中。通過光罩20植入ρ導(dǎo)電類型的雜質(zhì)(例如，硼或者鋁)以完成ρ型深層10以及ρ型保護(hù)環(huán)層16。此后，移除光罩20。
[0052][圖2Β的步驟]:ρ型雜質(zhì)層在η型漂移層2的表面上外延生長以形成ρ型基極區(qū)域3。
[0053][圖2C的步驟]:比ρ型基極區(qū)域3具有更高ρ型雜質(zhì)濃度的P型雜質(zhì)層在P型基極區(qū)域3上外延生長以形成P+型接觸層5。
[0054][圖2D的步驟]:光罩21形成在ρ型基極區(qū)域3上，然后通過光刻將其刻蝕在將要形成η+型源區(qū)域4的區(qū)域中，該區(qū)域?qū)捰趯⒁纬蓽喜蹡沤Y(jié)構(gòu)的區(qū)域。通過光罩21的刻蝕繼續(xù)至預(yù)定深度以移除P+型接觸層5和ρ型基極區(qū)域3的部分，從而形成凹部22。凹部22的底部高于ρ型基極區(qū)域3的底部，并且與在稍后步驟中形成的η+型源區(qū)域4的底部處于相同水平面。此外，凹部22的寬度應(yīng)該大于溝槽6的寬度，在實(shí)施例中寬度設(shè)定為具有η+型源區(qū)域4至溝槽6的遠(yuǎn)側(cè)邊緣之間的距離。然后移除光罩21。
[0055][圖3Α的步驟]:具有高雜質(zhì)濃度以及預(yù)定厚度的η型雜質(zhì)層23在ρ+型接觸層5上以及在凹部22上外延生長。
[0056][圖3Β的步驟]:在元胞區(qū)域以及周邊區(qū)域中，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)移除形成在P+型接觸層5的表面上的η型雜質(zhì)層23，同時(shí)留下在凹部22上的部分。形成在凹部22中的η型雜質(zhì)層23功能為η+型源區(qū)域4，凹部4a形成在η +型源區(qū)域4的表面上。
[0057][圖3C的步驟]:刻蝕光罩24沉積在η+型源區(qū)域4和ρ+型接觸層5上，并且被刻蝕在將要形成用于形成溝槽6和臺(tái)式結(jié)構(gòu)14的凹部的區(qū)域中。通過刻蝕光罩24執(zhí)行后續(xù)各向異性刻蝕以同時(shí)形成溝槽6和凹臺(tái)式結(jié)構(gòu)14。然后移除刻蝕光罩24。
[0058]溝槽6和臺(tái)式結(jié)構(gòu)14的這種同時(shí)成形能夠統(tǒng)一化用于形成溝槽和臺(tái)面的處理，因而簡化制造處理。在成形溝槽6時(shí)，形成在η+型源區(qū)域4中的凹部4a允許溝槽6形成在深于臺(tái)式結(jié)構(gòu)14的位置處。
[0059]因此，在元胞區(qū)域中從ρ型基極區(qū)域3突出進(jìn)入η型漂移層2的溝槽6的深度被確保，而不會(huì)多余刻蝕形成在周邊區(qū)域中的臺(tái)式結(jié)構(gòu)14的底表面上的ρ型RESURF層15和P型保護(hù)環(huán)層16。換句話說，能夠形成具有預(yù)定深度的溝槽6，而不會(huì)形成過深的臺(tái)式結(jié)構(gòu)14。結(jié)果，該處理消除可用于精細(xì)深度控制的需要，提供較大加工余量。
[0060][圖3D的步驟]:在用于修改溝槽的內(nèi)表面的可選步驟(諸如犧牲氧化)之后，具有預(yù)定厚度的柵氧化膜8通過例如熱氧化形成在包括溝槽6的表面的襯底的整個(gè)表面上。因而，在η+型源區(qū)域4上，柵氧化膜8具有延伸部8a，延伸部8a的形狀順著凹部4a的形狀。
[0061][圖4A的步驟]:摻雜有η型雜質(zhì)的poly-Si層沉積在柵氧化膜8的表面上。然后通過例如反刻蝕步驟將柵氧化膜8和柵極9留在溝槽6中，使得柵極9的表面齊平于柵氧化膜8的延伸部8a的底表面。因而，甚至在形成柵極9之后依然保留柵氧化膜8的延伸部8a。
[0062][圖4B的步驟]:柵極9的表面被熱氧化，使得柵極9的表面覆蓋有掩蔽氧化膜9a。柵極9的表面形成為齊平于延伸部8a的底表面，掩蔽氧化膜9a的厚度和柵氧化膜8的氧化膜通過該熱氧化增加的厚度大致相同。結(jié)果，掩蔽氧化膜9a的表面大致齊平于延伸部8a的底表面。從而形成溝槽柵結(jié)構(gòu)。
[0063][圖4C的步驟]:層間絕緣膜12沉積在柵氧化膜8和柵極9上。例如，層間絕緣膜12通過化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積至厚度大約為0.7 μ m。因?yàn)檠由觳?a保留在柵氧化膜8上，所以層間絕緣膜12局部凹陷在溝槽柵結(jié)構(gòu)上方的位置。
[0064][圖4D的步驟]:層間絕緣膜12通過刻蝕光罩(未示出)被圖案化以形成局部暴露n+型源區(qū)域4和ρ +型接觸層5至層間絕緣膜12的接觸孔，并且形成在另一截面中局部暴露柵極9的引線部分的其他接觸孔。
[0065]雖然與常規(guī)處理相同的后續(xù)處理未示出在附圖中，但是電極材料被沉積以便填充接觸孔并且被圖案化以形成源極11和柵布線層。漏極13形成在n+型襯底I的背側(cè)。從而完成圖1示出的SiC半導(dǎo)體裝置。
[0066]在如上所述形成的SiC半導(dǎo)體裝置中，層間絕緣膜12形成在具有延伸部8a的柵氧化膜8上，使得層間絕緣膜12具有在延伸部8a上方的槽，該槽低于其他部分。結(jié)果，相比于沒有延伸部8a的情況，能夠降低在圖案化之后保留在溝槽柵結(jié)構(gòu)的位置處的層間絕緣膜12的突起(層間絕緣膜12和其周圍之間的臺(tái)階的高度)。在層間絕緣膜12的圖案化之后通過回流處理將層間絕緣膜12導(dǎo)圓。甚至在這種情況下，由于突出至延伸部8a的外側(cè)的層間絕緣膜12的小的原始突起，能夠進(jìn)一步降低得到的突起。
[0067]這種處理能夠改善用于形成布置在層間絕緣膜12上的源極11以及柵布線層的電極材料的表面平整度，因而改善對于它們的圖案化準(zhǔn)確度。
[0068]第二實(shí)施例
[0069]現(xiàn)在將描述本發(fā)明第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，修改了第一實(shí)施例中柵極9的結(jié)構(gòu)，其他部分類似第一實(shí)施例。將僅描述與第一實(shí)施例的區(qū)別。
[0070]參考圖5，在該實(shí)施例中，柵極9的掩蔽層9a的表面齊平于柵氧化膜8的表面(延伸部8a的上表面)。具有這種結(jié)構(gòu)的SiC半導(dǎo)體裝置如下制造:
[0071]在第一實(shí)施例中描述的圖2A至圖2D和圖3A至圖3D所示的處理之后，執(zhí)行圖6A至圖6D所示的處理。
[0072]具體地，在圖6A示出的步驟中，執(zhí)行類似于圖4A所示的步驟的處理，使得柵極9的表面被反刻蝕以便齊平于柵氧化膜8的表面。例如，在刻蝕裝置通過對刻蝕表面的信號照射來控制刻蝕端點(diǎn)的情形下，基于從刻蝕表面反射的信號來控制端點(diǎn)。在柵極9的表面形成為齊平于柵氧化膜8的表面的情形下，暴露柵氧化膜8導(dǎo)致顯著降低作為柵極9的組分材料的Poly-Si層的表面積，并從而導(dǎo)致從刻蝕表面反射的信號的強(qiáng)度的變化。因此，基于從表面反射的信號變化反刻蝕的端部能夠使柵極9的表面齊平于柵氧化膜8的表面。
[0073]在圖6B至圖6D示出的后續(xù)步驟中，執(zhí)行形成例如掩蔽氧化膜9a、層間絕緣膜12和接觸孔的步驟，類似于第一實(shí)施例中描述的圖4B至4D所示的步驟。從而完成圖5示出的實(shí)施例的SiC半導(dǎo)體裝置。
[0074]因而，用于形成柵極9的Poly-Si層的反刻蝕允許柵極9的表面齊平于柵氧化膜8的表面。因此，形成在圖6B示出的后續(xù)步驟中的掩蔽氧化膜9a的表面也大致齊平于柵氧化膜8的表面。這種高表面平整度降低了在生產(chǎn)半導(dǎo)體裝置的后續(xù)步驟中不均勻的成形，導(dǎo)致降低在圖案化期間會(huì)發(fā)生的殘?jiān)试S降低半導(dǎo)體裝置的特征尺寸。
[0075]其他實(shí)施例
[0076]上文描述的實(shí)施例不應(yīng)視為限制本發(fā)明，而是能夠在附隨的權(quán)利要求的范圍內(nèi)修改。
[0077]例如，在圖3A示出的步驟中，具有高雜質(zhì)濃度和預(yù)定厚度的η型雜質(zhì)層23在p+型接觸層5上和凹部22上外延生長，η型雜質(zhì)層23僅留在凹部22的內(nèi)部以形成η+型源區(qū)域
4。該實(shí)施例僅僅是用于形成η+型源區(qū)域4的步驟的一個(gè)例子，任何其他的適當(dāng)步驟可以被采用來形成η+型源區(qū)域4。
[0078]例如，在圖2D示出的步驟中形成凹部22之后，通過具有開口的光罩將η型雜質(zhì)植入在將要形成η+型源區(qū)域4的區(qū)域。可替換地，能夠使用圖2D中用過的用于形成凹部22的刻蝕光罩來用于η型雜質(zhì)的斜向離子植入以形成η+型源區(qū)域4。該處理能夠使將要形成的η+型源區(qū)域4自對準(zhǔn)凹部22。由離子植入形成的η +型源區(qū)域4的凹部4a與在圖2D示出的步驟中形成的凹部22相同。
[0079]在圖2C示出的步驟中p+型接觸層5由外延生長形成。該層還能夠由將P型雜質(zhì)離子植入P型基極區(qū)域3的表面而形成。在該情況下，P+型接觸層5能夠在η +型源區(qū)域4之后形