[發明專利]半導體裝置和制造該半導體裝置的方法

有效

• 申請號: 200610083496.9
• 申請日: 2006-06-01
• 公開（公告）號: CN101083280A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 下井田良雄;星正勝;林哲也;田中秀明
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/02;H01L21/336;H01L21/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;權鮮枝

技術領域

本發明涉及半導體裝置和制造該半導體裝置的方法。

背景技術

早期的技術包括例如在“Proceedings?of?2004InternationalSymposium?Power?Semiconductor?Device&ICs，Kitakyushu，p.459-462”中描述的所謂超級結(superjunction，SJ)功率MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)。

雖然使用Si(硅)作為SJ-MOSFET的材料，但SJ-MOSFET能超過由Si材料所確定的理論性能的限制。而且，在SJ-MOSFET中，p和n雜質區是在基體部分(body?portion)的漂移區(driftregion)中以夾心狀形成的。在這種結構中，耗盡層沿水平方向延伸，因此它可能在整個漂移區同時耗盡，這在早期的結構中是不可能的。因此，與早期的結構相比，該結構能在p型區中獲得更高的雜質濃度和更低的導通電阻。

發明內容

由于p型和n型柱形結構的需要，上述SJ結構需要在深度取決于元件擊穿電壓的n型半導體襯底上形成p型柱形結構。

因此，元件的形成包括多階段外延生長的工藝、以及在外延生長工藝后在圖案化區域上引入雜質的工藝。這些工藝被重復多次以形成元件。因此，SJ結構具有增加成本的問題。

本發明的一個目的在于提供一種能以低成本實現具有低導通電阻的開關元件的半導體裝置和制造半導體裝置的方法。

為了解決上述問題，本發明的半導體裝置包括：第一導電類型的半導體基底，其包括漏區和襯底，其中所述漏區形成在所述襯底的表面上并且具有第一主表面和與所述第一主表面相對的第二主表面；以及開關機構，其形成在所述漏區的所述第一主表面上，并切換電流的導通/關斷，其中，在所述漏區內間隔排列有多個柱形異質半導體區，所述異質半導體區由帶隙與所述漏區的帶隙不同的半導體材料制成，并且所述異質半導體區至少在所述第一主表面和所述第二主表面之間延伸以接觸所述襯底，使得在所述開關機構關斷時，所述漏區的整個區域被耗盡，以及其中，所述異質半導體區是相對于所述漏區具有高濃度的第二導電類型。

本發明還提供一種制造上述半導體裝置的方法，該方法包括：從所述漏區的所述第一主表面向所述第二主表面形成多個柱形溝槽的步驟；以及向每個所述溝槽填充所述半導體材料來形成所述異質半導體區的步驟。

附圖說明

圖1是示出根據本發明第一實施例的半導體裝置的元件部分的結構的剖視圖。

圖2是示出根據本發明第二實施例的半導體裝置的元件部分的結構的剖視圖。

圖3是示出本發明的異質結(heterojunction)的總體結構的剖視圖。

具體實施方式

下面，將參考附圖詳細說明本發明的實施例。在以下將要說明的附圖中，相同的附圖標記表示具有相同功能的部分，對這些部分的重復說明將被省略。

第一實施例

構造

參考圖1說明本發明的第一實施例。圖1是示出根據本發明第一實施例的半導體裝置的元件部分的結構的剖視圖。

下面說明圖1所示的結構。由外延生長的n^-型SiC(碳化硅)制成的漏區1形成在n⁺型SiC襯底2上。功率MOSFET形成在n-型SiC漏區1的第一主表面上。SiC的多型(polytype)可以是4H、6H、3C或其他。此外，SiC可以被GaN(氮化鎵)或者金剛石代替，GaN或者金剛石是在功率器件方面極好的寬帶隙材料。