[发明专利](0001)面外延的六方相SiC晶圆、UMOSFET器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种(0001)面外延的六方相SiC晶圆、UMOSFET器件及其制作方法。所述晶圆的外延层表面形成有至少一个多边形沟槽，并且构成多边形沟槽槽壁的多个面中的至少一个面与外延层表面的交线中有至少一条线与六方相SiC晶体的晶面或晶面平行。所述晶圆的加工方法包括：于(0001)面外延的六方相SiC晶圆的外延层表面加工形成至少一多边形沟槽，并使其垂直于(0001)面碳化硅外延片表面；对构成多边形沟槽槽壁的多个面中的至少一个面进行晶面校正并使该至少一个面与外延层表面的交线中有至少一条线与六方相SiC晶体的晶面或晶面平行。本发明所获UMOSFET器件能利用或晶面及其等效晶面的迁移率特性，提高器件性能。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅UMOSFET器件的制备方法，尤其是涉及一种(0001)面(硅面)外延的六方相SiC晶圆及其加工方法，以及基于(0001)面外延的六方相SiC晶圆的{100}面和{110}面的新型SiC UMOSFET器件结构及其制备方法，属于微电子电路技术领域。

背景技术

碳化硅(SiC)是一种多晶型材料，目前使用较多的晶型是三方相、立方相和六方相，六方相常见有2H、4H、6H、8H和10H等，其中研究得最多的4H晶型，参阅图1所示，其主要的晶面有(0001)、(000)、(110)和(100)四个及相应的等效晶面(其中(110)和(100)及其等效晶面也常被称为棱面)，每个面的迁移率不同，目前VDMOSFET器件主要研究的是(0001)晶面的迁移率影响因素，大部分器件也集中于使用(0001)面来进行器件设计。国际上也有课题组在研究基于(0001)面晶圆的UMOSFET器件，但是主要研究的是平均纵向迁移率，目前尚无一种器件只涉及(110)或者(100)晶面及其等效晶面的器件，而(110)和(100)面的电子迁移率比(0001)面要高。

此外也有研究人员采用(110)晶圆上制作VDMOSFET器件，以利用(110)面的高迁移率特性，但是(110)面外延的晶圆很少，而且采用(110)外延缺陷会直接延伸到整个晶圆表面，制作得到的器件漏电很大，电学性能不好。因此需要有一种新型的碳化硅UMOSFET器件，能够在(0001)晶圆上以利用(110)和(100)晶面及其等效晶面的迁移率特性，提高器件的性能。

现有技术在制备UMOSFET器件时直接采用(0001)晶圆往下刻蚀U型槽，存在的问题主要包含以下几个：(1)干法刻蚀造成的表面损伤会影响器件性能；(2)晶圆在切割时存在一定的晶向偏角，参见图2a所示，一般是4°或者8°，外延层也因此带有一定偏角，直接刻蚀得到的槽并不是真正的(110)或者(100)晶面及其它们的等效晶面，实际是一个复杂的多晶面组合，参见图2b所示；(3)干法刻蚀时的掩膜制备无法实现晶面或者晶向的完全吻合，在有套刻标记时，光刻套刻时一般都会存在套刻误差，如果没有本身就不存在精确的晶向标记时，就更无法得到精确的晶面或者晶向。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种(0001)面外延的六方相SiC晶圆及其加工方法、UMOSFET器件及其制作方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种(0001)面外延的六方相SiC晶圆，所述晶圆的外延层表面形成有至少一个多边形沟槽，并且构成所述多边形沟槽槽壁的多个面中的至少一个面与所述外延层表面的交线中有至少一条线与六方相SiC晶体的{100}晶面或{110}晶面平行。

作为优选方案之一，构成所述多边形沟槽槽壁的多个面中的至少一个面为六方相SiC晶体的{100}晶面或{110}晶面。

优选的，所述多边形沟槽包括六边形沟槽和/或长方形沟槽。

本发明实施例还提供了一种UMOSFET器件，其包括：