00具有單晶襯底110和設(shè)置在其上的外延層。外延層包括n_層121 (第一層)、P型主體層122 (第二層)、n區(qū)域123 (第三層)和接觸區(qū)域124。外延襯底100由碳化硅制成。該碳化硅優(yōu)選具有六方晶體結(jié)構(gòu)，且更優(yōu)選具有4H多型體。
[0058]單晶襯底110具有η型導(dǎo)電性(第一導(dǎo)電類型)。單晶襯底110的一個主面(在圖1中的上表面)的面取向(hklm)優(yōu)選具有m負值，更優(yōu)選對應(yīng)于約(000-1)面。
[0059]WM 121具有添加入其中的供體，因此具有η型導(dǎo)電性。供體優(yōu)選在η _層121的外延生長期間添加至η_層121，而不是通過離子植入。N—層121優(yōu)選具有的供體濃度低于單晶襯底110的供體濃度。N—層121優(yōu)選具有不小于IX 10 15CnT3且不超過5X 10 16cm_3的供體濃度，例如，具有8 X 115CnT3的供體濃度。
[0060]各個ρ型主體層122設(shè)置在n_層121上，在其中添加有受體，因此具有ρ型導(dǎo)電性(第二導(dǎo)電類型)。P型主體層122具有例如IX 118CnT3的受體濃度。
[0061]各個η區(qū)域123具有η型導(dǎo)電性。N區(qū)域123設(shè)置在ρ型主體層122上，且通過ρ型主體層122與η_層121隔開。接觸區(qū)域124具有ρ型導(dǎo)電性。接觸區(qū)域124在ρ型主體層122的一部分上形成，使得與ρ型主體層122連接。
[0062]另外，參照圖2和圖3，外延襯底100具有溝槽TR，所述溝槽TR設(shè)置有具有側(cè)壁面SW和底面BT的內(nèi)表面。各個側(cè)壁面SW延伸穿過η區(qū)域123和ρ型主體層122并到達η_層121。底面BT由η_層121形成。側(cè)壁面SW具有在ρ型主體層122上的溝溝槽面CH (圖3)。優(yōu)選地，側(cè)壁面SW具有特別是在ρ型主體層122上的預(yù)定的晶面(也稱作“特殊面”)。稍后將詳細描述該特殊面。
[0063]外延襯底100具有溝槽TR的事實對應(yīng)于這樣一個事實:在單晶襯底110的上表面上方將外延層部分移除。在本實施方式中，在單晶襯底110的上表面上形成了多種臺面結(jié)構(gòu)。具體地，各臺面結(jié)構(gòu)具有兩者均具有六角形狀的上表面和底面，且具有相對于單晶襯底110的上表面傾斜的側(cè)壁。因此，溝槽TR以錐形形狀朝向開口擴大。
[0064]柵氧化膜201 (圖1)覆蓋溝槽TR的內(nèi)表面，即側(cè)壁面SW和底面ΒΤ。柵氧化膜201在P型主體層122形成的側(cè)壁面SW上具有厚度TA (圖4)。柵氧化膜201在底面BT上還具有厚度TB (圖4)。厚度TB大于厚度TA。優(yōu)選地，厚度TB比厚度TA大300nm以上。
[0065]柵氧化膜201包括由碳化硅的熱氧化形成的第一部分201A，和由硅的熱氧化形成的第二部分201B。第二部分201B的至少一部分設(shè)置在溝槽TR的底面BT上，而第一部分201A置于兩者之間。
[0066]第二部分201B具有的碳原子濃度低于第一部分201A的碳原子濃度。第一部分20IA可以具有大于I X 115CnT3的碳原子濃度。第二部分20IB優(yōu)選具有小于I X 10 15CnT3的碳原子濃度。應(yīng)該注意的是，在其中碳原子濃度不均一的情況下，可以計算平均值。
[0067]其中溝槽TR的底面BT和側(cè)壁面SW相互連接的部分形成拐角部分RS (圖5)。設(shè)置在拐角部分RS上的第一部分201A形成了具有與拐角部分RS的曲率半徑大約相似的曲率半徑的拐角部分RA。設(shè)置在拐角部分RA上的第二部分201B形成了具有的曲率半徑大于拐角部分RA的曲率半徑的拐角部分RB。因此，在拐角部分RB中電場松弛。
[0068]柵電極202容納在溝槽TR中，而柵氧化膜201置于兩者之間。在溝槽TR中的柵氧化膜201將外延襯底100和柵電極202彼此隔開。柵電極202面向ρ型主體層122的表面，而柵氧化膜201置于兩者之間。柵電極202具有的上表面與在η區(qū)域123上表面上的柵氧化膜201部分的上表面基本上一樣高。提供層間絕緣膜203以覆蓋柵電極202以及在η區(qū)域123上表面上的柵氧化膜201的延伸部分。
[0069]源電極221延伸穿過層間絕緣膜203且與各個η區(qū)域123和接觸區(qū)域124接觸。源互聯(lián)222設(shè)置在源電極221上且層間絕緣膜203與源電極221接觸。漏電極211設(shè)置在外延襯底100的其中設(shè)置有溝槽TR的面的反面上。保護電極212覆蓋漏電極211。
[0070]現(xiàn)在描述MOSFET 500 (圖1)的制造方法。
[0071]如在圖6中所示，利用外延生長形成單晶襯底110和η_層121。該外延生長能利用例如CVD(化學(xué)氣相沉積)法實施，其中將例如硅烷(SiH4)和丙烷(C3H8)的混合氣用作原料氣并且將氫氣(H2)用作載氣。這樣做時，優(yōu)選引入例如氮(N)或磷(P)作為供體。
[0072]如在圖7中所示，ρ型主體層122形成在ιΓ層121上，η區(qū)域123形成在ρ型主體層122上。具體地，實施離子植入到η_層121的上表面中。在用于形成ρ型主體層122的離子植入中，植入受體諸如鋁(Al)的離子。同時，在用于形成η區(qū)域123的離子植入中，植入供體諸如磷(P)的離子。由此，形成具有η_層121、ρ型主體層122和η區(qū)域123的外延襯底100。應(yīng)該注意的是，可以采用涉及添加雜質(zhì)的外延生長代替離子植入。
[0073]如在圖8中所示，通過離子植入形成接觸區(qū)域124。然后，實施激活熱處理以活化通過離子植入添加的雜質(zhì)。這種熱處理優(yōu)選在不小于1500°C且不超過1900°C的溫度，例如大約1700°C的溫度下實施。例如將熱處理進行大約30分鐘。熱處理的氣氛優(yōu)選為惰性氣體氣氛，諸如Ar氣氛。
[0074]然后，在外延襯底100上形成具有開口的掩模247 (圖9)，η區(qū)域123通過所述開口部分暴露。所述開口形成為對應(yīng)于溝槽TR(圖1)的位置。作為掩模247，例如能夠使用通過熱氧化形成的硅氧化膜。
[0075]如在圖10中所示，在掩模247的開口中，通過腐蝕將η區(qū)域123、ρ型主體層122和η—層121的一部分移除。示例性的可用的腐蝕方法是反應(yīng)離子腐蝕(RIE)，特別是感應(yīng)耦合等離子體(ICP)RIE。具體地，例如可以在其中將3匕或5?6和02的混合氣體用作反應(yīng)氣體的情況下采用ICP-RIE。利用這種腐蝕，在其中形成溝槽TR(圖1)的區(qū)域中，能夠形成具有側(cè)壁的凹進TQ，所述側(cè)壁具有的內(nèi)表面SV基本上垂直于單晶襯底110的主面。
[0076]然后，使用掩模247腐蝕外延襯底100。具體地，對外延襯底100的凹進TQ的內(nèi)表面SV進行熱腐蝕。熱腐蝕例如能夠通過在包含含有至少一種以上類型的鹵素原子的反應(yīng)氣體的氣氛中加熱外延襯底100來實施。所述至少一種以上類型的鹵素原子包括氯(Cl)原子和氟(F)原子中的至少一種。這種氣氛例如為(:12、8(^3、3?6或0?4。例如，使用氯氣和氧氣的混合氣體作為反應(yīng)氣體、在例如不小于700°C且不超過1000°C的熱處理溫度下實施熱腐蝕。
[0077]作為熱腐蝕的結(jié)果，如在圖11中所示形成溝槽TR。在溝槽TR的形成過程中，以側(cè)面腐蝕的方式按箭頭SE所指示從掩模247的開口對外延襯底100進行腐蝕。另外，在這一熱腐蝕過程中，在溝槽TR的側(cè)壁面SW上，特別是在其由ρ型主體層122形成的部分上自發(fā)地形成特殊面。
[0078]應(yīng)該注意的是，除了氯氣和氧氣外反應(yīng)氣體可以含有載氣。示例性的可用的載氣為氮氣(N2)、氬氣、氦氣等。當如上所述將熱處理溫度設(shè)定為不小于700°C且不超過1000°C時，SiC的腐蝕速率例如為大約70 μπι/小時。此外，在這種情況下，由氧化硅制成并因此相對于SiC具有非常大的選擇比的掩模247在SiC的腐蝕過程中基本上不被腐蝕。
[0079]如在圖12中所示，硅膜90形成在具有掩模247設(shè)置在其上的外延襯底100上。換句話說，在使用掩模247的同時形成硅膜90。硅膜90覆蓋溝槽TR的底面ΒΤ。在本實施方式中，硅膜90還覆蓋在側(cè)壁面SW上的ρ型主體層122。
[0080]硅膜90在底面BT上具有第一厚度UB0硅膜90在由ρ型主體層122形成的側(cè)壁面SW上具有第二厚度UA。由P型主體層122形成的側(cè)壁面SW沒有用掩模247直接覆蓋，而是在硅膜90的