[发明专利]一种场效应晶体管器件的栅极结构制作方法及场效应晶体管器件

说明书

本发明公开一种场效应晶体管器件的栅极结构制作方法及场效应晶体管器件，涉及半导体器件技术领域。栅极结构制作方法包括：提供一碳化硅外延片；对所述碳化硅外延片进行高温栅氧处理，以使所述碳化硅外延片表面形成二氧化硅栅氧化层；在所述二氧化硅栅氧化层上形成栅极图形，得到包含所述栅极图形的第一栅极结构；对所述第一栅极结构按光刻图形进行刻蚀处理，进行二次氧化处理，修复形成第一栅极结构过程中对栅氧化层所造成的刻蚀损伤，最终得到第二栅极结构，避免由于在第一栅极形成过程中发生过度刻蚀而导致的栅氧化层损伤，这类损伤容易引起栅氧化层附近发生击穿导致的器件失效，提升了碳化硅场效应晶体管器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种场效应晶体管器件的栅极结构制作方法及场效应晶体管器件。

背景技术

碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料的一个分支，由于其具有更大的禁带宽度、更高的临界击穿场强和热导率高等优点，相比同等条件下的硅功率器件，SiC更适合制作高压及大功率半导体器件，SiC是下一代高效电力电子器件技术的核心，在新能源汽车、轨道交通、机车牵引及智能电网等领域具有广阔的应用前景。

目前，在SiC功率器件中，通常选择通过热氧化生成的栅氧化层，但是该通过热氧化生成的栅氧化层会在二氧化硅和碳化硅界面处引入大量的碳团簇和氧空位等缺陷，导致界面处界面密度大幅增加，从而导致栅氧化层可靠性降低，严重制约了碳化硅功率器件的发展与应用，并且在大电流应用中，容易发生栅极击穿，而导致碳化硅功率器件失效。

现有的在场效应晶体管(MOSFET/IGBT)制备过程中，栅极结构极为复杂，在栅极形成过程中通常对整面的第一栅极结构的图形形成采用多晶硅干法刻蚀工艺，但是，由于刻蚀功率较大，容易发生过刻的情况，尤其是可能会导致栅氧化层边缘发生过刻蚀，在后期器件制备过程中导致器件栅极边缘薄弱，导致在栅极附近容易发生漏电击穿下的器件失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种场效应晶体管器件的栅极结构制作方法，以解决在栅极边缘处容易发生击穿下的器件失效的问题。

第一方面，本发明提供一种场效应晶体管器件的栅极结构制作方法，所述方法包括：

提供一碳化硅外延片；

对所述碳化硅外延片进行处理，以使所述碳化硅外延片表面形成二氧化硅栅氧化层；

在所述二氧化硅栅氧化层上形成栅极图形，得到包含所述栅极图形的第一栅极结构；

对所述第一栅极结构按光刻图形进行刻蚀和二次氧化处理，得到第二栅极结构。

采用上述技术方案的情况下，本申请实施例提供的栅极结构制作方法，通过提供一碳化硅外延片；对所述碳化硅外延片进行高温栅氧处理，以使所述碳化硅外延片表面形成二氧化硅栅氧化层；在所述二氧化硅栅氧化层上形成栅极图形，得到包含所述栅极图形的第一栅极结构；对所述第一栅极结构按光刻图形进行刻蚀处理，进行二次氧化处理，修复形成第一栅极结构过程中对栅氧化层的刻蚀损伤，最终得到第二栅极结构，避免由于发生过度刻蚀损伤而导致的栅极附近发生击穿下的器件失效，提升了碳化硅场效应晶体管器件的可靠性。

在一种可能的实现方式中，所述在所述二氧化硅栅氧化层上形成栅极图形，得到包含所述栅极图形的第一栅极结构包括：

在所述二氧化硅栅氧化层上淀积多晶硅材料层并进行离子注入激活并进行离子注入激活；

对进行了离子注入激活的所述多晶硅材料层进行图案化光刻工艺处理，形成所述栅极图形，得到包含所述栅极图形的第一栅极结构。

在一种可能的实现方式中，所述对所述第一栅极结构按光刻图形进行刻蚀和二次氧化处理，得到第二栅极结构包括：

在预设温度下，对所述第一栅极结构进行干氧氧化处理或湿氧氧化处理，得到所述第二栅极结构；