[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280054479.6
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103918080A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 增田健良;和田圭司;日吉透;松川真治
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)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(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法，更加具體地，涉及一種擊穿電壓特性的降低被抑制并且響應(yīng)速度被提高的半導(dǎo)體器件，以及用于制造這樣的半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

近年來，為了在半導(dǎo)體器件中實現(xiàn)高擊穿電壓、低損耗等等，已經(jīng)采用碳化硅作為用于半導(dǎo)體器件的材料。碳化硅是具有比硅的帶隙大的帶隙的寬帶隙半導(dǎo)體，在傳統(tǒng)上已經(jīng)使用硅作為用于半導(dǎo)體器件的材料。因此，通過采用碳化硅作為用于半導(dǎo)體器件的材料，半導(dǎo)體器件能夠具有高擊穿電壓、被減小的導(dǎo)通電阻等等。

采用碳化硅作為其材料的示例性半導(dǎo)體器件是MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等等。MOSFET是根據(jù)預(yù)定的閾值電壓控制溝道區(qū)中的反型層的存在/不存在以導(dǎo)通和中斷電流的半導(dǎo)體器件。例如，已經(jīng)考慮溝槽柵極型MOSFET等等。溝槽柵極型MOSFET的特征在于沿著溝槽的壁表面形成溝道區(qū)(例如，參見日本專利特開No.9-74193(專利文獻1))。在溝槽柵極型MOSFET中，導(dǎo)通電阻能夠被減小，但是由于在溝槽的底部中的電場集中，擊穿電壓特性被不利地降低。為了解決它，例如，提出使其中設(shè)置源電極的溝槽與其中設(shè)置柵電極的溝槽分開的MOSFET等等(例如，參見Y.Nakano,R.Nakamura,H.Sakairi,S.Mitani,T.Nakamura,690V,1.00mΩcm²4H-SiC?Double-Trench?MOSFETs,International?Conference?on?Silicon?Carbide?and?Related?Materials?Abstract?Book，(美國)，2011年9月11日，p.147(非專利文獻1))。

引用列表

專利文獻

PTL1：日本專利特開No.9-74193

非專利文獻

NPL1:Y.Nakano,R.Nakamura,H.Sakairi,S.Mitani,T.Nakamura,690V,1.00mΩcm²4H-SiC?Double-Trench?MOSFETs,International?Conference?on?Silicon?Carbide?and?Related?Materials?Abstract?Book,(United?States),September11,2011,p.147

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

在專利文獻1中提出的MOSFET中，源電極與源極區(qū)接觸，并且經(jīng)由與源極區(qū)相鄰的接觸區(qū)被連接到體區(qū)。因此，例如，當(dāng)切換MOSFET的操作狀態(tài)(從導(dǎo)通切換到截止?fàn)顟B(tài))時，由于從在源極區(qū)和接觸區(qū)之間的pn結(jié)延伸的耗盡層的影響阻礙空穴從源電極到體區(qū)的注入。這導(dǎo)致不利地減小MOSFET的響應(yīng)速度。

在非專利文獻1中提出的MOSFET中，在源電極和襯底之間的接觸表面被形成為相對于溝槽的底表面靠近漏電極。因此，包括源電極的金屬被容易地擴散到漂移區(qū)內(nèi)，從而堆疊層錯從接觸表面延伸到漂移區(qū)。結(jié)果，不利地降低MOSFET的擊穿電壓特性。

已經(jīng)鑒于前述問題提出了本發(fā)明，并且其目的是為了提供一種擊穿電壓特性的降低被抑制并且響應(yīng)速度被提高的半導(dǎo)體器件，以及用于制造這樣的半導(dǎo)體器件的方法。

問題的解決方案

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括：襯底，該襯底是由碳化硅制成并且其中形成有第一溝槽和第二溝槽，第一溝槽在一個主表面一側(cè)具有開口，第二溝槽在該主表面一側(cè)具有開口并且比第一溝槽淺；柵極絕緣膜，該柵極絕緣膜被設(shè)置在第一溝槽的壁表面上并且與第一溝槽的壁表面接觸；柵電極，該柵電極被設(shè)置在柵極絕緣膜上并且與柵極絕緣膜接觸；以及接觸電極，該接觸電極被設(shè)置在第二溝槽的壁表面上并且與第二溝槽的壁表面接觸。襯底包括：源極區(qū)，該源極區(qū)包括襯底的主表面和第一溝槽的壁表面；體區(qū)，該體區(qū)與源極區(qū)形成接觸并且包括第一溝槽的壁表面；以及漂移區(qū)，該漂移區(qū)與體區(qū)形成接觸并且包括第一溝槽的壁表面。第一溝槽被形成為延伸通過源極區(qū)和體區(qū)并且到達漂移區(qū)。第二溝槽被形成為延伸通過源極區(qū)并且到達體區(qū)。