[發明專利]碳化硅半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201380067281.6
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104885226A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 和田圭司;增田健良;日吉透
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

技術領域

本發明涉及碳化硅半導體器件和制造碳化硅半導體器件的方法。

背景技術

關于作為廣泛使用的功率半導體器件的Si(硅)MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)，擊穿電壓的主要確定因素是用作擊穿電壓保持區的漂移層可耐受的電場強度的上限。由Si制成的漂移層在被供應大約0.3MV/cm或更大的電場的部分被擊穿。因此，要求抑制電場強度，使其小于MOSFET的整個擊穿電壓保持區中的預定值。最簡單的方法是提供具有低雜質濃度的擊穿電壓保持區。然而，這種方法不利地提供MOSFET的大導通電阻。換句話講，導通電阻和擊穿電壓之間有折衷關系。

關于典型的Si?MOSFET，日本專利特許公開No.9-191109說明在考慮到由Si的性質值導致的理論限制的情況下導通電阻和擊穿電壓之間的折衷關系。為了消除這個折衷，公開了在設置在漏電極上的n型襯底上設置的n基底層中添加下p型嵌入層和上p型嵌入層。通過下p型嵌入層和上嵌入層，n基底層被劃分成均具有相等厚度的下級、中級和上級。根據這個公開，電壓因這三級中的每個被保持相等，由此，各級的最大電場被保持等于或小于臨界電場強度。

引用列表

專利文獻

PTD1：日本專利特許公開No.9-191109

發明內容

技術問題

作為提供針對上述折衷的進一步改進的方法，近年來，已經在積極討論使用SiC(碳化硅)替代Si。不同于Si，SiC是能夠充分耐受0.4MV/cm或更高的電場強度的材料。因此，SiC?MOSFET能夠耐受比Si?MOSFET能夠耐受的高的電場。當施加此高電場時，出現的問題在于，因電場集中在MOSFET結構中的特定位置，導致擊穿。例如，在溝槽型MOSFET的情況下，在柵絕緣膜的底部部分(特別是，溝槽的拐角部分)中因電場集中造成的柵絕緣膜的擊穿現象是擊穿電壓的主要確定因素。因此，在Si半導體器件和SiC半導體器件之間，擊穿電壓的確定因素有所不同。因此，如果為了提高SiC半導體器件的擊穿電壓而僅僅應用假定使用Si的上述公開的技術，則使用SiC的物理性質的優點實現擊穿電壓的提高是不充分的。

本發明致力于解決上述問題，目的是提供具有高擊穿電壓的碳化硅半導體器件和制造碳化硅半導體器件的方法。

問題的解決方案