[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201280054479.6
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103918080A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 增田健良;和田圭司;日吉透;松川真治
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L29/12
• 分類號: H01L29/12;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

1.一種半導體器件(1)，包括：

襯底(10)，所述襯底(10)由碳化硅制成并且具有在所述襯底(10)中形成的第一溝槽(16)和第二溝槽(17)，所述第一溝槽(16)在一個主表面(10a)一側具有開口，所述第二溝槽(17)在所述主表面(10a)一側具有開口并且比所述第一溝槽(16)淺；

柵極絕緣膜(20)，所述柵極絕緣膜(20)被設置在所述第一溝槽(16)的壁表面(16a)上并且與所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)接觸；

柵電極(30)，所述柵電極(30)被設置在所述柵極絕緣膜(20)上并且與所述柵極絕緣膜(20)接觸；以及

接觸電極(50)，所述接觸電極(50)被設置在所述第二溝槽(17)的壁表面(17a)上并且與所述第二溝槽(17)的所述壁表面(17a)接觸，

所述襯底(10)包括

源極區(15)，所述源極區(15)包括所述襯底(10)的所述主表面(10a)和所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)，

體區(14)，所述體區(14)與所述源極區(15)接觸并且包括所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)，以及

漂移區(13)，所述漂移區(13)與所述體區(14)接觸并且包括所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)，

所述第一溝槽(16)被形成為延伸通過所述源極區(15)和所述體區(14)并且到達所述漂移區(13)，

所述第二溝槽(17)被形成為延伸通過所述源極區(15)并且到達所述體區(14)。

2.根據權利要求1所述的半導體器件(1)，其中，所述接觸電極(50)被設置為不在所述襯底(10)的所述主表面(10a)上并且不與所述襯底(10)的所述主表面(10a)接觸。

3.根據權利要求1或2所述的半導體器件(1)，其中，所述第二溝槽(17)的所述壁表面(17a)由與{0001}面交叉的面構成。

4.根據權利要求1-3中的任何一項所述的半導體器件(1)，其中，在包括所述第一和第二溝槽(16，17)的所述襯底(10)的厚度方向上的橫截面中，虛擬直線(A-A)與所述第一溝槽(16)的面向所述第二溝槽(17)的所述壁表面(16a)交叉，所述虛擬直線(A-A)從所述第二溝槽(17)的最底部處的所述壁表面(17a)起與{0001}面平行地延伸。

5.根據權利要求4所述的半導體器件(1)，其中，在包括所述第一和第二溝槽(16，17)的所述襯底(10)的厚度方向上的橫截面中，所述虛擬直線(A-A)與所述第一溝槽(16)的面向所述第二溝槽(17)的所述壁表面(16a)交叉，而不與所述漂移區(13)交叉。

6.根據權利要求1-5中的任何一項所述的半導體器件(1)，其中，所述襯底(10)的所述主表面(10a)由相對于{0001}面具有8°或者更小的偏離角的面構成。

7.根據權利要求1-6中的任何一項所述的半導體器件(1)，其中，所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)相對于所述襯底(10)的所述主表面(10a)形成鈍角。

8.根據權利要求1-7中的任何一項所述的半導體器件(1)，其中，所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)由相對于{0001}面具有不小于50°且不大于65°的偏離角的面構成。

9.根據權利要求1-8中的任何一項所述的半導體器件(1)，其中，所述體區(14)具有不小于1.0×10¹⁷cm^-3并且不大于5.0×10¹⁸cm^-3的雜質濃度。

10.一種用于制造半導體器件的方法，包括以下步驟：

制備由碳化硅制成并且具有主表面(10a)的襯底(10)；

在所述襯底(10)中形成有源區；

形成在所述襯底(10)的所述主表面(10a)一側具有開口的第一溝槽(16)；

形成在所述襯底(10)的所述主表面(10a)一側具有開口并且比所述第一溝槽(16)淺的第二溝槽(17)；

將柵極絕緣膜(20)設置在所述第一溝槽(16)的壁表面(16a)上并且與所述第一溝槽(16)的所述壁表面(16a)接觸；

將柵電極(30)設置在所述柵極絕緣膜(20)上并且與所述柵極絕緣膜(20)接觸；并且

將接觸電極(50)設置在所述第二溝槽(17)的壁表面(17a)上并且與所述第二溝槽(17)的所述壁表面(17a)接觸，

在形成所述有源區的步驟中，形成源極區(15)、體區(14)、以及漂移區(13)，所述源極區(15)包括所述襯底(10)的所述主表面(10a)，所述體區(14)與所述源極區(15)接觸，所述漂移區(13)與所述體區(14)接觸，

在形成所述第一溝槽(16)的步驟中，具有所述壁表面(16a)的所述第一溝槽(16)被形成為延伸通過所述源極區(15)和所述體區(14)，到達所述漂移區(13)，并且暴露所述源極區(15)、所述體區(14)、以及所述漂移區(13)，

在形成所述第二溝槽(17)的步驟中，所述第二溝槽(17)被形成為延伸通過所述源極區(15)并且到達所述體區(14)。