[發明專利]制造碳化硅半導體器件的方法和碳化硅半導體器件

無效

• 申請號: 201310016377.1
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103258721A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 林秀樹;增田健良
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04;H01L29/78;H01L29/06
• 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

1.一種制造碳化硅半導體器件（100）的方法，包括以下步驟：

制備碳化硅層（10），所述碳化硅層（10）具有在厚度方向上彼此相反的第一表面（F1）和第二表面（F2），所述碳化硅層（10）包括第一區（11）、第二區（12）和第三區（13），其中所述第一區（11）構成所述第一表面并且具有第一導電類型，所述第二區（12）通過所述第一區與所述第一表面隔開地設置在所述第一區上，并且具有不同于所述第一導電類型的第二導電類型，所述第三區（13）設置在所述第二區上，通過所述第二區與所述第一區隔離，并且具有所述第一導電類型，并且

在所述第二表面處，形成柵溝槽（GT），所述柵溝槽具有底部（BT）和側壁（SS），經過所述第三區和所述第二區直至到所述第一區，所述側壁包括由所述第一區、所述第二區和所述第三區的每個構成的區域，并且

形成在所述厚度方向上從所述柵溝槽的所述底部延伸的附加溝槽（AT），

形成所述第二導電類型的第四區（14）從而填充所述附加溝槽，

在所述側壁上形成柵絕緣膜（21），所述柵絕緣膜覆蓋所述碳化硅層的所述第二區，

在所述碳化硅層的所述第二區上形成柵電極（30），使所述柵絕緣膜在所述柵電極和所述第二區之間，

在所述碳化硅層的所述第一區上形成第一電極（31），并且

在所述碳化硅層的所述第三區上形成第二電極（32）。

2.根據權利要求1所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，在所述形成第四區的步驟中，所述第四區被形成為在所述厚度方向上具有大于5μm的厚度。

3.根據權利要求1或2所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，所述形成附加溝槽的步驟包括以下步驟：

在所述碳化硅層上形成掩膜，所述掩膜覆蓋所述側壁并且暴露所述柵溝槽的所述底部，并且

使用所述掩膜來蝕刻所述底部。

4.根據權利要求3所述的制造碳化硅半導體器件的方法，還包括在所述形成第四區的步驟之后且在所述形成柵絕緣膜的步驟之前，去除所述掩膜的步驟。

5.根據權利要求4所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，

所述形成第四區的步驟包括將所述碳化硅層加熱至加熱溫度的步驟，并且

所述掩膜具有高于所述加熱溫度的熔點。

6.根據權利要求5所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，所述形成掩膜的步驟包括形成碳化鉭膜的步驟。

7.根據權利要求6所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，所述去除所述掩膜的步驟包括氧化所述碳化鉭膜的步驟。

8.根據權利要求1或2所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，通過具有物理蝕刻作用的蝕刻進行所述形成附加溝槽的步驟。

9.根據權利要求1或2所述的制造碳化硅半導體器件的方法，其中，使用熱蝕刻進行所述形成柵溝槽的步驟。

10.一種碳化硅半導體器件（100），包括：

碳化硅層（10），其具有在厚度方向上彼此相反的第一表面（F1）和第二表面（F2），所述碳化硅層（10）包括第一區（11）、第二區（12）、第三區（13）和柵溝槽（GT），其中所述第一區（11）構成所述第一表面并且具有第一導電類型，所述第二區（12）通過所述第一區與所述第一表面隔開地設置在所述第一區上，并且具有不同于所述第一導電類型的第二導電類型，所述第三區（13）設置在所述第二區上，通過所述第二區與所述第一區隔離，并且具有所述第一導電類型，所述柵溝槽（GT）設置在所述第二表面處，具有底部（BT）和側壁（SS），經過所述第三區和所述第二區直至到所述第一區，所述側壁包括由所述第一區、所述第二區和所述第三區的每個構成的區域，所述碳化硅層包括第四區（14），所述第四區（14）設置在所述底部處，通過所述第一區與所述第一表面隔離，并且具有所述第二導電類型，所述第四區在所述厚度方向上具有大于5μm的厚度（TH），以及

柵絕緣膜（21），其覆蓋所述側壁上的所述碳化硅層的所述第二區，

柵電極（30），其設置在所述碳化硅層的所述第二區上，使所述柵絕緣膜在所述柵電極和所述第二區之間，

第一電極（31），其設置在所述碳化硅層的所述第一區上，以及

第二電極（32），其設置在所述碳化硅層的所述第三區上。