1.本技术属于半导体器件领域,尤其涉及一种半导体开关器件、制造方法及半导体装置。
背景技术:2.在传统的半导体器件及装置制造工艺中,蚀刻凹槽是一种常见工艺。在凹槽蚀刻的过程中,由于半导体材料通常具有坚硬的物理特性,在较深的蚀刻表面其平整性较差,存在较多如颗粒、剥落和破损等缺陷,在不平整的缺陷处容易产生尖端放电,此外,若凹槽的转角过于尖锐,也将进一步导致尖端放电现象产生。部分区域的尖端放电易导致半导体器件区域的损伤,从而导致半导体器件的性能受到影响。
3.因此,在传统的半导体器件及装置制造工艺中,存在易产生尖端放电缺陷的问题。
技术实现要素:4.本技术目的在于提供一种半导体开关器件、制造方法及半导体装置,旨在改善传统的半导体器件及装置制造工艺中存在的易产生尖端放电缺陷的问题。
5.本技术实施例的第一方面提供一种半导体开关器件,包括:
6.漏极层;
7.电子迁移层,形成在所述漏极层的一侧表面;
8.源极层,形成在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面,并且包括一凹槽,所述凹槽贯通至所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面;以及
9.栅极,形成在所述凹槽内,并且与所述源极层绝缘设置;其中,
10.所述凹槽的至少部分侧壁所在平面与所述电子迁移层靠近所述源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角。
11.在可选的实施例中,所述的半导体开关器件还包括:
12.绝缘层,填充于所述凹槽内,以隔离所述栅极和所述源极层。
13.在可选的实施例中,所述夹角的角度为120
°
~150
°
之间的任意值。
14.在可选的实施例中,所述漏极层、所述电子迁移层、所述源极层和所述栅极的材质为碳化硅。
15.本技术实施例的第二方面提供一种半导体开关器件的制造方法,所述方法包括:
16.形成漏极层;
17.在所述漏极层的一侧表面形成电子迁移层;
18.在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成源极层;
19.在所述源极层上形成贯通至所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面的凹槽,所述凹槽的至少部分侧壁所在平面与所述电子迁移层靠近所述源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角;
20.在所述凹槽内形成栅极,所述栅极与所述源极层绝缘设置。
21.在可选的实施例中,所述源极层的形成方法包括:
22.在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一限位块;
23.在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一限位块外侧的源极材料层;
24.去除所述第一限位块,以暴露所述第一限位块占用的空间;
25.对所述源极材料层朝向所述第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成所述源极层和所述凹槽。
26.在可选的实施例中,所述源极层的形成方法包括:
27.在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一限位块;
28.在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一限位块外侧的第一子源极层;
29.去除所述第一限位块,以暴露所述第一限位块占用的空间;
30.对所述第一子源极层朝向所述第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,形成留空空间;
31.在所述留空空间内形成第二限位块,所述第二限位块与所述第一子源极层齐平设置;
32.在所述第二限位块远离所述电子迁移层的一侧表面形成第三限位块,并在所述第一子源极层的远离所述电子迁移层的一侧表面上形成位于所述第三限位块外侧的第二子源极层;
33.去除所述第三限位块和所述第二限位块,以使所述第三限位块和所述第二限位块占用的空间形成所述凹槽。
34.在可选的实施例中,所述源极层包括多个沿远离所述电子迁移层的方向依次堆叠的第一子源极层,所述源极层的形成方法包括:
35.在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一子限位块;
36.在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一子限位块外侧的首个第一子源极层;
37.依次形成每个非首个第一子源极层,其中,形成每个非首个第一子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第一子源极层以及与该相邻的上一个第一子源极层对应的第一子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第一子源极层的第一子限位块,其中每个第一子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第一子限位块的正投影外;
38.去除所有第一子限位块,以暴露所述所有第一子限位块占用的空间;
39.对每个所述第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成所述源极层和所述凹槽。
40.在可选的实施例中,所述源极层包括多个沿远离所述电子迁移层的方向依次堆叠的第一子源极层以及第二子源极层,所述源极层的形成方法包括:
41.在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成首个第一子限位块;
42.在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述首个第一子限位块外侧的首个第一子源极层;
43.依次形成每个非首个第一子源极层,其中,形成每个非首个第一子源极层的步骤
包括:在相邻的上一个第一子源极层以及与该相邻的上一个第一子源极层对应的第一子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第一子源极层的第一子限位块,其中每个第一子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第一子限位块的正投影外;
44.去除所有第一子限位块,以暴露所述所有第一子限位块占用的空间,并对每个所述第一子源极层朝向所述所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,形成留空空间;
45.在所述留空空间内形成第二子限位块,所述第二子限位块与所述所有第一子源极层堆叠形成的结构层齐平设置;
46.在所述第二子限位块远离所述电子迁移层的一侧表面形成首个第三子限位块,并在所述结构层远离所述电子迁移层的一侧表面上形成位于所述首个第三子限位块外侧的首个第二子源极层;
47.依次形成每个非首个第二子源极层,其中,形成每个非首个第二子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第二子源极层以及与该相邻的上一个第二子源极层对应的第三子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第二子源极层的第三子限位块,其中每个第三子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第三子限位块的正投影外;
48.去除所述第二限位块和所有第三子限位块,以使所述第二限位块和所述所有第三子限位块占用的空间形成所述凹槽。
49.本实施例的第三方面提供一种半导体装置,所述半导体装置包括如权利要求1-4任一所述的半导体开关器件。
50.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是:采用本技术提供的半导体器件的制造方法,通过形成填充块和若干个限位块的方式,在源极层上形成贯通至电子迁移层远离漏极层的一侧表面的凹槽,并且所述凹槽的至少部分内侧壁所在平面与所述电子迁移层靠近所述源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角,使得所述凹槽底部的尖端放电缺陷问题得到改善,避免导致半导体器件内部的损伤,从而提高半导体器件及装置的性能。
附图说明
51.图1为本技术实施例提供的一种半导体开关器件的结构示意图;
52.图2为本技术实施例提供的一种半导体开关器件制造方法的流程图;
53.图3a为本技术实施例提供的一种漏极层和电子迁移层的制造过程示意图;
54.图3b为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之一;
55.图3c为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之二;
56.图3d为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之三;
57.图3e为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之四;
58.图3f为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之五;
59.图3g为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之六;
60.图3h为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之七;
61.图3i为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之八;
62.图3j为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之九;
63.图3k为单个第一子源极层和单个第二子源极层的制造过程示意图之十;
64.图4为本技术实施例提供的一种半导体开关器件的制造过程示意图;
65.图5a为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之一;
66.图5b为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之二;
67.图5c为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之三;
68.图5d为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之四;
69.图5e为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之五;
70.图5f为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之六;
71.图5g为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之七;
72.图5h为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之八;
73.图5i为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之九;
74.图5j为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十;
75.图5k为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十一;
76.图5l为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十二;
77.图5m为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十三;
78.图5n为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十四;
79.图5o为多个第一子源极层和多个第二子源极层的制造过程示意图之十五;
80.图6为本技术实施例提供的另一种半导体开关器件的制造过程示意图。
具体实施方式
81.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
82.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
83.需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
84.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
85.在传统的半导体器件制造工艺中,由于半导体材料通常具有坚硬的物理特性,在较深的蚀刻表面其平整性较差,在不平整处容易产生尖端放电,此外,若器件中凹槽的转角过于尖锐,也将进一步导致尖端放电现象产生,导致半导体器件的损伤,影响半导体器件的性能。有鉴于此,本技术提供了一种半导体开关器件、制造方法及半导体装置。
86.图1示出了本技术实施例提供的一种半导体开关器件的结构示意图。如图1所示,该半导体开关器件包括漏极层100、电子迁移层101、源极层102和栅极103。电子迁移层101
形成在漏极层100的一侧表面;源极层102形成在电子迁移层101远离漏极层100的一侧表面,并且包括凹槽104,凹槽104贯通至电子迁移层101远离漏极层100的一侧表面;栅极103形成在凹槽104内,并且与源极层102绝缘设置;其中,凹槽104的至少部分内侧壁所在平面与所述电子迁移层101靠近源极层102的表面所在平面形成的夹角为钝角。
87.进一步的,该半导体开关器件还包括绝缘层105,填充于凹槽104内,以隔离栅极103和源极层102,当栅极103在合适的电压控制下,在源极层102和漏极层100之间形成导电沟道,即可实现导通电流。
88.示例性的,绝缘层105的材质可包括一层或数层绝缘材料,如氧化硅、氮化硅、低介电常数材料和上述材料的组合。
89.在本技术实施例中,凹槽104的部分内侧壁所在平面与所述电子迁移层101靠近源极层102的表面所在平面形成的夹角的角度为120
°
~150
°
之间的任意值,设置夹角角度为钝角可以在一定程度上改善半导体器件的尖端放电问题。
90.在本技术实施例中,漏极层100、电子迁移层101、源极层102和栅极103的材质包括磊晶生长的半导体材料,磊晶生长的半导体材料可包括硅、氮化硅、碳化硅、氮化镓和砷化镓等,漏极层100和源极层102的磊晶生长的半导体材料可掺杂p型掺杂物或n型掺杂物,漏极层100、电子迁移层101、源极层102和栅极103可使用彼此之间不同的材料及掺杂方式。
91.进一步的,本技术实施例还提供了一种半导体装置,该半导体装置包括如图1所示的半导体开关器件。
92.图2示出了本技术实施例提供的一种半导体开关器件制造方法的流程图,参阅图2,在本技术实施例中,半导体开关器件的制造方法包括:
93.步骤200:形成漏极层。
94.步骤201:在漏极层的一侧表面形成电子迁移层。
95.示例性的,如图3a所示,图3a中形成漏极层300,在漏极层300的一侧表面形成电子迁移层301,形成的漏极层300和电子迁移层301的材质为半导体材质,如氮化硅、碳化硅、氮化镓等半导体材质,形成方法可采用化学气相沉积法,利用气态或蒸汽态的反应物在气相或气固界面上发生反应生成固态半导体材质。
96.步骤202:在电子迁移层远离漏极层的一侧表面形成源极层;在源极层上形成贯通至电子迁移层远离漏极层的一侧表面的凹槽,凹槽的至少部分内侧壁所在平面与电子迁移层靠近源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角。
97.如图3b~图3g所示,源极层311的形成方法包括:
98.在电子迁移层301远离漏极层300的一侧表面形成第一限位块304;
99.示例性的,第一限位块304的具体形成过程为:在电子迁移层301远离漏极层300的一侧表面上覆盖沉积形成一层限位块,在限位块上涂覆光刻胶,在电子迁移层301上待形成源极层311的区域上形成掩膜板302,曝光后去除未曝光部分的限位块,形成限位块303,如图3b所示。针对限位块303进行蚀刻并去除光刻胶,即可形成图3c中的第一限位块304。
100.需要说明的是,本技术实施例中的光刻胶仅以负性光刻胶为例,对第一限位块的形成过程进行解释说明,实际应用中,光刻胶还可以为正性光刻胶,此时,掩膜板中的镂空区域和非镂空区域需要互换,在此不作过多赘述。
101.进一步的,限位块303和第一限位块304的材质可以采用玻璃或二氧化硅等,可通
过化学气相沉积法在电子迁移层301远离漏极层300的一侧表面上覆盖沉积形成一层限位块;当各个限位块的材质采用玻璃时,对应的对限位块301的蚀刻可采用湿法蚀刻,即可采用具有强腐蚀性的氢氟酸对材质为玻璃的限位块303进行蚀刻形成第一限位块304。
102.参阅图3d,在电子迁移层301的一侧表面上形成位于第一限位块304外侧的源极材料层305,其中可以通过磊晶生长技术在第一限位块304的外侧形成源极材料层305,并且源极材料层305与第一限位块304等高。
103.进一步的,去除第一限位块304,暴露出第一限位块304占用的空间,形成如图3e所示的结构,其中可采用具有强腐蚀性的氢氟酸对第一限位块304进行去除。
104.再者,如图3f所示,对源极材料层305朝向第一限位块304占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成如图3g所示的第一子源极层307和留空空间306。
105.示例性的,针对源极材料层305朝向第一限位块304占用的空间的侧壁进行平滑处理的方法可以采用由hcl、cf4和hbr组合形成的蚀刻剂进行处理。
106.进一步的,在留空空间306内形成第二限位块308,第二限位块与第一子源极层307齐平设置,形成如图3h所示的结构。其中,第二限位块308的形成方法可通过化学气相沉积法在留空空间306内形成。
107.示例性的,参阅图3i和图3j,在第二限位块308远离电子迁移层301的一侧表面形成第三限位块309,并在第一子源极层307的远离电子迁移层301的一侧表面上形成位于第三限位块309外侧的第二子源极层310,其中,第三限位块309可通过化学气相沉积法形成,第二子源极层310可通过磊晶生长技术形成。
108.进一步的,去除图3j中的第三限位块309和第二限位块308,以使第三限位块309和第二限位块308占用的空间形成凹槽312,如图3k所示,其中,第一子源极层307和第二子源极层310叠加形成源极层311。
109.需要说明的是,第二限位块308远离电子迁移层301的一侧表面与第三限位块308靠近电子迁移层301的一侧表面形状大小相同,第三限位块308的正投影边沿处于第一限位块304的正投影外,并且每个限位块的材质相同,可以为玻璃或二氧化硅。
110.在本技术的其他实施例中,参阅图4,源极层402的形成方法包括:在电子迁移层400远离漏极层401的一侧表面形成第一限位块,在电子迁移层的一侧表面上形成位于第一限位块外侧的源极材料层;去除第一限位块以暴露第一限位块占用的空间,对源极材料层朝向第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成源极层402和凹槽403。
111.示例性的,本技术实施例中各个限位块的材质可以采用玻璃或二氧化硅等,形成方法可采用化学气相沉积法,去除方法可采用具有强腐蚀性的氢氟酸反应。
112.示例性的,针对源极材料层朝向第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理的方法可以采用由hcl、cf4和hbr组合形成的蚀刻剂进行处理。
113.在本技术的另一个实施例中,参阅图5o,源极层520包括多个沿远离电子迁移层501的方向依次堆叠的第一子源极层以及第二子源极层,源极层520的形成方法如下:
114.在电子迁移层501远离漏极层500的一侧表面形成首个第一子限位块504,如图5b所示。示例性的,首个第一子限位块504的形成过程为:在电子迁移层501远离漏极层500的一侧表面上覆盖沉积形成一层子限位块,在子限位块上涂覆光刻胶,在电子迁移层501上待形成源极层520的区域上形成掩膜板502,曝光后去除未曝光部分的子限位块,形成子限位
块503如图5a所示,进一步针对子限位块503进行蚀刻并去除光刻胶,即可形成图5b中的首个第一子限位块504。
115.进一步的,参阅图5c,在电子迁移层501的一侧表面上形成位于在首个第一子限位块504外侧的首个第一子源极层505。
116.重复执行上述步骤,参阅图5d~图5f,在第一子源极层505与第一子限位块504共同形成的表面上,形成子限位块506如图5d中所示;子限位块506经蚀刻形成第二个第一子限位块507,在首个第一子源极层505与首个第一子限位块504共同形成的表面上形成位于第二个第一子限位块507的第二个第一子源极层508,形成如图5e中的结构;进一步的,在第二个第一子限位块507与第二个第一子源极层508共同形成的表面上,形成第三个第一子限位块509与第三个第一子源极层510,如图5f所示。
117.需要说明的是,第二个第一子限位块507的正投影边沿处于首个第一子限位块504的正投影外,第三个第一子限位块509的正投影边沿处于第二个第一子限位块507的正投影外。
118.进一步的,去除首个第一子限位块504、第二个第一子限位块507和第三个第一子限位块509,暴露出所有第一子限位块占用的空间511,形成如图5g所示的结构;如图5h所示,对每个第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间511的侧壁进行平滑处理,形成如图5i所示的留空空间512;参阅图5j,在留空空间512内形成第二子限位块513,并且第二子限位块513与所有第一子源极层堆叠形成的结构齐平设置。
119.示例性的,针对每个第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间511的侧壁进行平滑处理的方法可以采用由hcl、cf4和hbr组合形成的蚀刻剂进行处理。
120.参阅图5k,在第二子限位块513远离电子迁移层501的一侧表面形成首个第三子限位块514,并且如图5l所示,在所有第一子源极层堆叠形成的结构层远离电子迁移层501的一侧表面上形成位于首个第三子限位块外侧的首个第二子源极层515。
121.进一步的,依次形成每个非首个第二子源极层,如图5m~图5n所示,图5m中,在首个第二子源极层515与首个第三子限位块514共同形成的表面上,形成第二个第二子源极层517和第二个第三子限位块516;图5n中,在第二个第二子源极层517和第二个第三子限位块516共同形成的表面上,形成第三个第二子源极层519和第三个第三子限位块518。
122.需要说明的是,首个第三子限位块514、第二个第三子限位块516和第三个第三子限位块518的正投影边沿重合。
123.进一步的,参阅图5o,去除第二限位块513和所有第三子限位块,以使第二限位块513和所有第三子限位块占用的空间形成凹槽521,各个子源极层叠加形成源极层520。
124.在本技术实施例中,参阅图5o,凹槽521的内侧壁所在平面与电子迁移层靠近源极层的表面所在平面形成的夹角θ的角度为120
°
~150
°
之间的任意值。
125.需要说明的是,在本技术实施例中仅以三个第一子源极层和三个第二子源极层的形成过程为例,在本技术其他实施例中,源极层包括多个第一子源极层和多个第二子源极层,并依次叠加形成,在此不做过多赘述。
126.此外,本技术实施例中各个限位块的材质可以采用玻璃或二氧化硅等,形成方法可采用化学气相沉积法,去除方法可采用具有强腐蚀性的氢氟酸反应,各个子源极层的形成方法可采用磊晶生长技术。
127.在本技术的另一个实施例中,如图6所示,源极层603包括多个沿远离电子迁移层601的方向依次堆叠的第一子源极层,源极层603的形成方法包括:在电子迁移层601远离漏极层600的一侧表面形成第一子限位块;在电子迁移层601的一侧表面上形成位于第一子限位块外侧的首个第一子源极层;依次形成每个非首个第一子源极层,其中,形成每个非首个第一子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第一子源极层以及与该相邻的上一个第一子源极层对应的第一子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第一子源极层的第一子限位块,其中每个第一子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第一子限位块的正投影外;去除所有第一子限位块,以暴露所有第一子限位块占用的空间;对每个第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成所述源极层603和所述凹槽604。
128.需要说明的是,各个限位块的材质可以采用玻璃或二氧化硅等,形成方法可采用化学气相沉积法,各个子源极层的形成方法可采用磊晶生长技术,针对每个第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理的方法可以采用由hcl、cf4和hbr组合形成的蚀刻剂进行处理。
129.在本技术实施例中,步骤204:在凹槽内形成栅极,并与源极层绝缘设置。如图1中所示,具体的可以首先在凹槽104内形成绝缘层105后,再进一步形成栅极103并容置在绝缘层105内,此外,还可先在凹槽104内形成栅极103后再进一步将绝缘材料注入凹槽104内形成绝缘层105并包裹栅极103。
130.本技术实施例提供了一种半导体开关器件,该半导体开关器件的源极层的可以如图3k、图4、图5o和图6所示,需要说明的是,上述图中的源极层与图1中的源极层102本质及作用相同,仅在制作过程中存在差异,相比于图5o中的源极层520和图6中的源极层603,图3k中的源极层311和图4中的源极层402可能需要采用完成度更高的仪器来达到制作效果。
131.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
132.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
133.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
134.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征:1.一种半导体开关器件,其特征在于,包括:漏极层;电子迁移层,形成在所述漏极层的一侧表面;源极层,形成在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面,并且包括一凹槽,所述凹槽贯通至所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面;以及栅极,形成在所述凹槽内,并且与所述源极层绝缘设置;其中,所述凹槽的至少部分侧壁所在平面与所述电子迁移层靠近所述源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角。2.根据权利要求1所述的半导体开关器件,其特征在于,还包括:绝缘层,填充于所述凹槽内,以隔离所述栅极和所述源极层。3.根据权利要求1所述的半导体开关器件,其特征在于,所述夹角的角度为120
°
~150
°
之间的任意值。4.根据权利要求1所述的半导体开关器件,其特征在于,所述漏极层、所述电子迁移层、所述源极层和所述栅极的材质为碳化硅。5.一种半导体开关器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:形成漏极层;在所述漏极层的一侧表面形成电子迁移层;在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成源极层;在所述源极层上形成贯通至所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面的凹槽,所述凹槽的至少部分侧壁所在平面与所述电子迁移层靠近所述源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角;在所述凹槽内形成栅极,所述栅极与所述源极层绝缘设置。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述源极层的形成方法包括:在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一限位块;在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一限位块外侧的源极材料层;去除所述第一限位块,以暴露所述第一限位块占用的空间;对所述源极材料层朝向所述第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成所述源极层和所述凹槽。7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述源极层的形成方法包括:在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一限位块;在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一限位块外侧的第一子源极层;去除所述第一限位块,以暴露所述第一限位块占用的空间;对所述第一子源极层朝向所述第一限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,形成留空空间;在所述留空空间内形成第二限位块,所述第二限位块与所述第一子源极层齐平设置;在所述第二限位块远离所述电子迁移层的一侧表面形成第三限位块,并在所述第一子源极层的远离所述电子迁移层的一侧表面上形成位于所述第三限位块外侧的第二子源极层;去除所述第三限位块和所述第二限位块,以使所述第三限位块和所述第二限位块占用
的空间形成所述凹槽。8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述源极层包括多个沿远离所述电子迁移层的方向依次堆叠的第一子源极层,所述源极层的形成方法包括:在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成第一子限位块;在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述第一子限位块外侧的首个第一子源极层;依次形成每个非首个第一子源极层,其中,形成每个非首个第一子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第一子源极层以及与该相邻的上一个第一子源极层对应的第一子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第一子源极层的第一子限位块,其中每个第一子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第一子限位块的正投影外;去除所有第一子限位块,以暴露所述所有第一子限位块占用的空间;对每个所述第一子源极层朝向所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,以形成所述源极层和所述凹槽。9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述源极层包括多个沿远离所述电子迁移层的方向依次堆叠的第一子源极层以及第二子源极层,所述源极层的形成方法包括:在所述电子迁移层远离所述漏极层的一侧表面形成首个第一子限位块;在所述电子迁移层的所述一侧表面上形成位于所述首个第一子限位块外侧的首个第一子源极层;依次形成每个非首个第一子源极层,其中,形成每个非首个第一子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第一子源极层以及与该相邻的上一个第一子源极层对应的第一子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第一子源极层的第一子限位块,其中每个第一子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第一子限位块的正投影外;去除所有第一子限位块,以暴露所述所有第一子限位块占用的空间,并对每个所述第一子源极层朝向所述所有第一子限位块占用的空间的侧壁进行平滑处理,形成留空空间;在所述留空空间内形成第二子限位块,所述第二子限位块与所述所有第一子源极层堆叠形成的结构层齐平设置;在所述第二子限位块远离所述电子迁移层的一侧表面形成首个第三子限位块,并在所述结构层远离所述电子迁移层的一侧表面上形成位于所述首个第三子限位块外侧的首个第二子源极层;依次形成每个非首个第二子源极层,其中,形成每个非首个第二子源极层的步骤包括:在相邻的上一个第二子源极层以及与该相邻的上一个第二子源极层对应的第三子限位块共同形成的表面上,形成对应该非首个第二子源极层的第三子限位块,其中每个第三子限位块的正投影边沿处于相邻的上一个第三子限位块的正投影外;去除所述第二子限位块和所有第三子限位块,以使所述第二子限位块和所述所有第三子限位块占用的空间形成所述凹槽。10.一种半导体装置,其特征在于,所述半导体装置包括如权利要求1-4任一所述的半导体开关器件。
技术总结本申请适用于半导体器件领域,提供了一种半导体开关器件、制造方法及半导体装置,所述半导体开关器件的制造方法包括:形成漏极层,在漏极层的一侧表面形成电子迁移层,在电子迁移层远离漏极层的一侧表面形成源极层,在源极层上形成贯通至电子迁移层远离漏极层的一侧表面的凹槽,其中,凹槽的至少部分内侧壁所在平面与电子迁移层靠近源极层的表面所在平面形成的夹角为钝角,在凹槽内形成栅极,栅极与源极层绝缘设置。通过上述方案,使得凹槽底部的尖端放电缺陷问题得到改善,避免导致半导体器件区域的损伤,从而提高半导体器件的性能。从而提高半导体器件的性能。从而提高半导体器件的性能。
技术研发人员:黄汇钦 吴龙江 曾健忠
受保护的技术使用者:天狼芯半导体(成都)有限公司
技术研发日:2022.07.19
技术公布日:2022/11/1