[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380044071.5
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN104541378B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中野佑紀(jì);中村亮太;坂入寬之
• 申請（專利權(quán)）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;陳嵐

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括：半導(dǎo)體層，具有依次層疊有第一導(dǎo)電型的漏極層、第二導(dǎo)電型的溝道層以及第一導(dǎo)電型的源極層的構(gòu)造，所述源極層在所述半導(dǎo)體層的表面露出；柵極溝槽，從所述半導(dǎo)體層的所述表面起貫通所述源極層和所述溝道層，最深部達(dá)到所述漏極層；柵極絕緣膜，模仿所述柵極溝槽的內(nèi)表面和所述半導(dǎo)體層的所述表面而形成；以及柵極電極，經(jīng)由所述柵極絕緣膜被埋入于所述柵極溝槽，所述柵極絕緣膜的與所述半導(dǎo)體層的所述表面相接的部分與在所述柵極溝槽的側(cè)面與所述溝道層相接的部分相比被形成得厚。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有溝槽柵極構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

例如，專利文獻(xiàn)1的半導(dǎo)體裝置包括：SiC基板；形成在SiC基板上的n型高電阻層；形成在n型高電阻層上的p井層；形成于p井層的表層部的n⁺發(fā)射極區(qū)域；貫通n⁺發(fā)射極區(qū)域并到達(dá)p井層的p⁺接觸區(qū)域；從n⁺發(fā)射極區(qū)域的表面起貫通p井層并到達(dá)n型高電阻層的溝槽；形成于溝槽的內(nèi)表面的柵極氧化膜；以及埋入于溝槽的多晶硅柵極電極。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。

專利文獻(xiàn)。

專利文獻(xiàn)1：特開2008-294210號公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

用于解決課題的方案

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括：半導(dǎo)體層，具有依次層疊有第一導(dǎo)電型的漏極層、第二導(dǎo)電型的溝道層以及第一導(dǎo)電型的源極層的構(gòu)造，所述源極層在所述半導(dǎo)體層的表面露出；柵極溝槽，從所述半導(dǎo)體層的所述表面起貫通所述源極層和所述溝道層，最深部達(dá)到所述漏極層；柵極絕緣膜，模仿所述柵極溝槽的內(nèi)表面和所述半導(dǎo)體層的所述表面而形成；以及柵極電極，經(jīng)由所述柵極絕緣膜被埋入于所述柵極溝槽，所述柵極絕緣膜的與所述半導(dǎo)體層的所述表面相接的部分與在所述柵極溝槽的側(cè)面與所述溝道層相接的部分相比被形成得厚。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將柵極電極的材料埋入到柵極溝槽之后，即使柵極溝槽外的材料被過度蝕刻，也能夠使柵極電極確實(shí)地對于源極層重疊。由此，由于能夠制造能夠良好地進(jìn)行晶體管動(dòng)作的半導(dǎo)體裝置，因此能夠提高成品率。另外，通過抑制柵極絕緣膜的與溝道層相接的部分的厚膜化，從而能夠抑制在溝道層中的柵極溝槽的側(cè)面附近誘發(fā)的載流子的量的減少。其結(jié)果，由于能夠抑制溝道電阻的增加，因此能夠維持性能的可靠性。

優(yōu)選的是，所述柵極絕緣膜的與所述柵極溝槽的底面相接的部分相比于與所述溝道層相接的部分被形成得厚。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠緩和向柵極溝槽底部的電場集中，因此能夠提高性能的可靠性。

所述柵極電極還可以具有延伸到所述半導(dǎo)體層的所述表面的上方的延伸部。在這種情況下，所述柵極電極的所述延伸部的上表面還可以位于所述柵極絕緣膜的與所述半導(dǎo)體層的所述表面相接的部分的厚度方向中途。

另外，在所述柵極溝槽從所述底面直到開口端為止以固定的寬度被形成的情況下，也可以為所述柵極絕緣膜的在所述柵極溝槽的所述側(cè)面與所述溝道層和所述源極層相接的部分具有固定的厚度。

另外，優(yōu)選的是，所述柵極溝槽包括上部邊緣，該上部邊緣形成于所述柵極溝槽的開口端，具有與所述半導(dǎo)體層的所述表面相連的傾斜面作為所述側(cè)面的一部分，所述柵極絕緣膜包括在所述上部邊緣向所述柵極溝槽的內(nèi)部伸出的伸出部。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在柵極溝槽的上部邊緣形成有伸出部，因此能夠提高在上部邊緣的柵極絕緣膜的耐壓。因此，即使在柵極導(dǎo)通時(shí)電場集中于上部邊緣，也能夠防止在上部邊緣處的柵極絕緣膜的絕緣擊穿。其結(jié)果，能夠提高對于柵極導(dǎo)通電壓的可靠性。另外，使在柵極導(dǎo)通時(shí)施加于上部邊緣的電場分散在傾斜面內(nèi)，能夠緩和電場集中。