[发明专利]半导体结构、半导体器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种半导体结构、半导体器件及其制备方法。半导体结构的制备方法包括：提供衬底；于衬底内形成初始凹槽，初始凹槽内具有尖锐拐角；对初始凹槽进行平滑处理，以去除尖锐拐角，得到具有光滑内壁的沟槽。在上述半导体结构的制备方法中，通过将初始凹槽中的尖锐拐角进行平滑处理，可以去除所有尖锐拐角，形成具有光滑内壁的沟槽，从而可以防止电场线在尖锐拐角处集中，避免出现局部电场强度过高从而击穿介电层的情况，提高半导体结构的可靠性。并且，与尖锐拐角相比，光滑的沟槽内壁对电流通路具有明显的扩展作用，降低了导通电阻。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种半导体结构、半导体器件及其制备方法。

背景技术

在SiC外延材料中刻蚀形成沟槽时，由于SiC外延材料硬度较高，传统的工艺通常只能刻蚀出底部与侧壁成垂直状的形貌。然而，在该形貌的沟槽中制备栅极之后，底部的尖锐拐角处容易发生电场线集中，导致局部电场强度过高，从而击穿栅氧层，严重影响半导体器件的可靠性。同时，底部与侧壁垂直的形貌也对电流的流通路径有明显的抑制作用，会导致导通电阻增大。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种半导体结构、半导体器件及其制备方法。

一种半导体结构的制备方法，包括：提供衬底；于衬底内形成初始凹槽，初始凹槽内具有尖锐拐角；对初始凹槽进行平滑处理，以去除尖锐拐角，得到具有光滑内壁的沟槽。

在上述半导体结构的制备方法中，通过将初始凹槽中的尖锐拐角进行平滑处理，可以去除所有尖锐拐角，形成具有光滑内壁的沟槽，从而可以防止电场线在尖锐拐角处集中，避免出现局部电场强度过高从而击穿介电层的情况，提高半导体结构的可靠性。并且，与尖锐拐角相比，光滑的沟槽内壁对电流通路具有明显的扩展作用，降低了导通电阻。

在其中一个实施例中，衬底包括基底及位于基底表面的外延层；于外延层内形成初始凹槽。

在其中一个实施例中，于衬底内形成初始凹槽，包括：于衬底内形成N级依次相互连通的子沟槽，其中，在形成各级子沟槽后及形成下一级子沟槽之前，均于已形成的子沟槽的侧壁形成侧壁保护层；N为大于等于2的整数；去除各侧壁保护层即得到初始凹槽。

通过在形成各级子沟槽后及形成下一级子沟槽之前，均于已形成的子沟槽的侧壁形成侧壁保护层，可以不断减小子沟槽的宽度，使得相邻两级的子沟槽之间可以形成台阶状拐角。并且，通过控制侧壁保护层的厚度以及相邻两级的子沟槽的深度差，可以控制台阶状拐角的尺寸。

在其中一个实施例中，N等于2，于衬底内形成N级子沟槽，包括：刻蚀衬底，以于衬底内形成第一级子沟槽；于第一级子沟槽的侧壁形成第一级侧壁保护层，并基于第一级子沟槽及第一级侧壁保护层继续刻蚀衬底，以形成第二级子沟槽。

在其中一个实施例中，N大于等于3，于衬底内形成N级子沟槽，包括：刻蚀衬底，以于衬底内形成第一级子沟槽；于上一级子沟槽的侧壁形成侧壁保护层，并基于上一子沟槽及位于上一级子沟槽侧壁的侧壁保护层继续刻蚀衬底，以形成下一级子沟；重复上一步骤至少一次。

在其中一个实施例中，对初始凹槽进行平滑处理，以去除尖锐拐角，得到具有光滑内壁的沟槽，包括：对所得结构进行热氧氧化处理，消耗部分衬底以形成热氧化层；去除热氧化层即得到沟槽。

本申请还公开了一种半导体结构，半导体结构采用如前述任一实施例中的半导体结构的制备方法制备而得到。

一种半导体器件的制备方法，包括：

提供衬底；

于衬底的正面形成第一导电类型的阱区，并于衬底的正面限定出沟槽区域；

于阱区中形成第一导电类型的体区和第二导电类型的源区；其中，体区位于相邻沟槽区域之间，且与沟槽区域具有间距；源区位于相邻沟槽区域之间，且位于体区相对的两侧，源区与沟槽区域及体区均邻接；