[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410055965.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN104078504B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡徹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田合成株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 舒艷君,李洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

作為半導(dǎo)體裝置（半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體元件）的結(jié)構(gòu)，已知有在溝槽（槽部）形成柵極電極的溝槽柵極結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)1～4中記載了為了緩和在溝槽柵極結(jié)構(gòu)中的溝槽的底部產(chǎn)生的電場(chǎng)集中，而在溝槽底部的附近形成p型半導(dǎo)體。在專利文獻(xiàn)5～9中記載了為了緩和在溝槽柵極結(jié)構(gòu)中的溝槽的底部產(chǎn)生的電場(chǎng)集中，使用離子注入以及熱擴(kuò)散的至少一方，在溝槽底部形成p型半導(dǎo)體作為浮置區(qū)域。通過這些技術(shù)，能夠使半導(dǎo)體裝置的耐電壓提高。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平6－224437號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2001－267570號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2009－117593號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2011－44513號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開平1－310576號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開平10－98188號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本特開2005－116822號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)8：日本特開2007－158275號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)9：日本特開2009－267029號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)1、2的溝槽柵極結(jié)構(gòu)存在如下課題，即：由于通過離子注入在溝槽底部的附近形成p型半導(dǎo)體，所以不能夠適用于難以通過離子注入形成p型半導(dǎo)體的半導(dǎo)體（例如以氮化鎵（GaN）為代表的III族氮化物半導(dǎo)體）。

專利文獻(xiàn)3、4的溝槽柵極結(jié)構(gòu)存在如下課題，即：由于通過選擇再生長(zhǎng)在溝槽底部的附近形成p型半導(dǎo)體，所以制造工序復(fù)雜化，其中，選擇再生長(zhǎng)是在通過掩蔽選擇出的區(qū)域進(jìn)行晶體生長(zhǎng)的。

專利文獻(xiàn)3、4的溝槽柵極結(jié)構(gòu)存在如下課題，即：在通過選擇再生長(zhǎng)在溝槽底部的附近形成p型半導(dǎo)體時(shí)，已經(jīng)形成的p型半導(dǎo)體的摻雜物（雜質(zhì)）向已經(jīng)形成的n型半導(dǎo)體層擴(kuò)散，從而已經(jīng)形成的n型半導(dǎo)體層的電特性惡化（例如通態(tài)電阻的增加）。

在專利文獻(xiàn)5～9的溝槽柵極結(jié)構(gòu)中存在如下課題，即：由于p型半導(dǎo)體的摻雜物（雜質(zhì)）向n型半導(dǎo)體層擴(kuò)散，n型半導(dǎo)體層的電特性惡化（例如溝道長(zhǎng)以及通態(tài)電阻的增加）。特別是在應(yīng)用于難以通過離子注入形成p型半導(dǎo)體的半導(dǎo)體（例如以氮化鎵（GaN）為代表的III族氮化物半導(dǎo)體）的情況下，由于需要以較高溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加熱處理（例如900℃、60分鐘），所以n型半導(dǎo)體層中的電特性的惡化顯著。

在半導(dǎo)體裝置中的使用了溝槽的終端結(jié)構(gòu)中也存在與溝槽柵極結(jié)構(gòu)相同的課題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，期望一種能夠使具有溝槽的半導(dǎo)體裝置的電特性提高的技術(shù)。除此而外，在半導(dǎo)體裝置中也期望實(shí)現(xiàn)微細(xì)化、低成本化、省資源化、制造容易化、使用方便性提高、耐老化性提高等。

根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置具備：第一n型半導(dǎo)體層，其具有第一界面、和構(gòu)成從上述第一界面突出的凸部的上面的第二界面；p型半導(dǎo)體層，其是層疊于上述第一n型半導(dǎo)體層的p型半導(dǎo)體層，層疊于上述第一界面的第一部位、和層疊于上述第二界面的第二部位一致地連接；第二n型半導(dǎo)體層，其層疊于上述p型半導(dǎo)體層；槽部，其從上述第二n型半導(dǎo)體層貫通上述p型半導(dǎo)體層，并下陷至上述第一n型半導(dǎo)體層中的上述凸部的內(nèi)側(cè)。根據(jù)該方式，能夠通過p型半導(dǎo)體層緩和槽部中的電場(chǎng)集中。其結(jié)果，能夠使半導(dǎo)體裝置的電特性提高。

在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，上述p型半導(dǎo)體層還可以具有朝向上述凸部突出的突出方向沿上述凸部隆起的第一隆起部，上述第二n型半導(dǎo)體層還可以具有朝向上述突出方向沿上述第一隆起部隆起的第二隆起部。根據(jù)該方式，能夠緩和形成在具有各隆起部的各半導(dǎo)體層上的槽部中的電場(chǎng)集中。

上述方式的半導(dǎo)體裝置還可以具備隔著絕緣膜形成于上述槽部的電極。根據(jù)該方式，能夠緩和隔著絕緣膜形成了電極的槽部中的電場(chǎng)集中。

在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，上述凸部從上述第一界面突出的高度Hm可以比上述第一部位中的上述p型半導(dǎo)體層的厚度Tp和上述第一部位中的上述第二n型半導(dǎo)體層的厚度Tn相加而得的厚度Tu小。根據(jù)該方式，能夠使形成在凸部上的各型半導(dǎo)體層的晶體質(zhì)量提高。

在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以為上述槽部相對(duì)于上述凸部的上述上面下陷的深度h1是0μm以上，且是上述凸部從上述第一界面突出的高度Hm加上0.4μm后的深度以下。根據(jù)該方式，能夠確保正向電流的流動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)槽部中的電場(chǎng)集中的緩和。