[發明專利]碳化硅半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201280008329.1
• 申請日: 2012-02-06
• 公開（公告）號: CN103348478A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 山本建策;登尾正人;松木英夫;高谷秀史;杉本雅裕;副島成雅;石川剛;渡邊行彥
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝;豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/78;H01L29/739;H01L29/16;H01L21/336;H01L29/66
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

1.一種碳化硅半導體器件，包括：

反型半導體開關元件，

其中所述反型半導體開關元件包括：

襯底（1），其具有第一導電類型或第二導電類型并且由碳化硅制成；

漂移層（2），其設置在所述襯底（1）上，具有低于所述襯底（1）的雜質濃度，具有所述第一導電類型，并且由碳化硅制成；

基底區域（3），其設置在所述漂移層（2）上，具有所述第二導電類型，并且由碳化硅制成；

源極區域（4），其設置在所述基底區域（3）的上方部分中，具有高于所述漂移層（2）的雜質濃度，具有所述第一導電類型，并且由碳化硅制成；

接觸區域（5），其設置在所述基底區域（3）的另一上方部分中，具有高于基底層（3）的雜質濃度，具有所述第二導電類型，并且由碳化硅制成；

溝槽（6），其從所述源極區域（4）的表面延伸以穿透所述基底區域（3），并且具有作為縱向方向的第一方向；

柵極絕緣膜（8），其設置在所述溝槽（6）的內壁上；

柵電極（9），其設置在所述溝槽（6）中的所述柵極絕緣膜（8）上；

源電極（11），其與所述源極區域（4）和所述基底區域（3）電耦合；以及

漏電極（13），其設置在所述襯底（1）的背側上，

其中所述反型半導體開關元件被配置為使電流經由所述源極區域（4）、反型溝道區域和所述漂移層（2）在所述源電極（11）和所述漏電極（13）之間流動，

其中通過控制施加到所述柵電極（9）的電壓，在所述基底區域（3）的位于所述溝槽（6）的一側上的部分中提供所述反型溝道區域，

其中所述反型半導體開關元件還包括：具有所述第二導電類型的多個深層（10），

其中每個深層（10）被設置在所述基底區域（3）之下的所述漂移層（2）的上方部分中，具有比所述溝槽（6）深的深度，并且沿著與所述第一方向交叉的第二方向延伸，

其中每個深層（10）具有上方部分（10b）和下方部分（10a），并且

其中，所述上方部分（10b）的寬度比所述下方部分（10a）的寬度窄。

2.根據權利要求1所述的碳化硅半導體器件，

其中每個深層（10）的寬度隨著所述深層（10）的深度變淺而以階梯式的方式減小。

3.根據權利要求1所述的碳化硅半導體器件，

其中每個深層（10）的寬度隨著所述深層（10）的深度變淺而逐漸減小。

4.根據權利要求1至3中的任一項所述的碳化硅半導體器件，

其中所述反型半導體開關元件進一步包括具有所述第一導電類型的電流擴散層（2a），

其中所述電流擴散層（2a）被設置在所述多個深層之間的所述漂移層（2）中，并且

其中所述電流擴散層（2a）的雜質濃度高于位于較深層（10）之下的所述漂移層（2）的雜質濃度。

5.根據權利要求4所述的碳化硅半導體器件，

其中所述溝槽（6）的底部比所述電流擴散層（2a）深。

6.根據權利要求4或5所述的碳化硅半導體器件，

其中所述電流擴散層（2a）在深度方向上具有雜質濃度分布，并且

其中所述電流擴散層（2a）的所述雜質濃度隨著使所述電流擴散層（2a）的深度變淺而增大。