[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710205696.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107393951A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 菅井勇;西村武義
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 孫昌浩,李盛泉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

在垂直型MOSFET等半導(dǎo)體裝置中，已知耐壓與導(dǎo)通電阻之間的折衷關(guān)系。作為確保耐壓并且進行低導(dǎo)通電阻化的技術(shù)，已知超結(jié)半導(dǎo)體元件(例如，參照專利文獻1)。

作為相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻，有下述文獻。

專利文獻1：日本特開平9-266311號公報

專利文獻2：日本特開2013-84899號公報

專利文獻3：日本專利第4696335號公報

專利文獻4：日本特開2010-114152號公報

通常，在超結(jié)半導(dǎo)體元件中，在形成超結(jié)結(jié)構(gòu)之后形成源極區(qū)等MOS結(jié)構(gòu)。因此，由于形成MOS結(jié)構(gòu)時的熱歷程而會引起超結(jié)結(jié)構(gòu)中的p型區(qū)和n型區(qū)的雜質(zhì)擴散，難以形成良好的超結(jié)結(jié)構(gòu)。在微細間距的超結(jié)半導(dǎo)體元件中，該課題變得更明顯。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的第一方式中，提供一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置可以具備：半導(dǎo)體基板；第一導(dǎo)電型的漂移區(qū)，其形成于半導(dǎo)體基板的上表面?zhèn)龋坏诙?dǎo)電型的基極區(qū)，其形成于漂移區(qū)的上方；以及第一導(dǎo)電型的源極區(qū)，其形成于基極區(qū)的上方。半導(dǎo)體裝置可以具備以從源極區(qū)的上端側(cè)貫穿源極區(qū)和基極區(qū)的方式形成的2個以上的柵極溝槽。半導(dǎo)體裝置還可以具備接觸溝槽，其形成于2個柵極溝槽之間，貫穿源極區(qū)且其下端配置于基極區(qū)。半導(dǎo)體裝置可以具備第二導(dǎo)電型的突出部，其在與接觸溝槽的下端對置的區(qū)域，以向基極區(qū)的下端的下側(cè)突出的方式形成。從源極區(qū)的上端起到突出部的下端為止的深度可以為3μm以上。在與深度方向垂直的橫向上與突出部鄰接的第一導(dǎo)電型的區(qū)域的載流子濃度Nd和突出部的載流子濃度Na滿足下式：

【數(shù)學(xué)式1】

其中，Wc為2個柵極溝槽的間隔，Wt為接觸溝槽的寬度。

從源極區(qū)的上端起到突出部的下端為止的深度可以為15μm以下。從接觸溝槽的下端起到突出部的下端為止的深度可以為14.7μm以下。

半導(dǎo)體裝置可以具備第二導(dǎo)電型的高濃度區(qū)，其以與接觸溝槽的下端鄰接的方式設(shè)置，且其雜質(zhì)濃度比基極區(qū)的雜質(zhì)濃度高。突出部在基極區(qū)的下端的寬度可以為接觸溝槽的寬度的0.9倍以上且1.1倍以下。

半導(dǎo)體裝置可以具備第一導(dǎo)電型區(qū)，其以與至少一個柵極溝槽的下端和突出部鄰接的方式形成，且其雜質(zhì)濃度比漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度高。半導(dǎo)體裝置可以具備第一導(dǎo)電型的中間區(qū)域，其在第一導(dǎo)電型區(qū)與基極區(qū)之間以與柵極溝槽鄰接的方式形成，且雜質(zhì)濃度比第一導(dǎo)電型區(qū)的雜質(zhì)濃度低。中間區(qū)域的雜質(zhì)濃度可以與漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度相等。突出部的下端與第一導(dǎo)電型區(qū)的下端可以配置在相同的深度位置。

半導(dǎo)體裝置可以具備形成于柵極溝槽的內(nèi)壁的柵極絕緣膜和在柵極溝槽的內(nèi)部被柵極絕緣膜包圍的柵極導(dǎo)電部。柵極絕緣膜的形成于柵極溝槽的下端的部分可以比形成于柵極溝槽的側(cè)壁的部分厚。

從源極區(qū)的上端觀察，突出部的下端可以配置在比柵極溝槽的下端深的位置。各個柵極溝槽與突出部之間的距離可以為0.4μm以上。

半導(dǎo)體裝置可以具備形成于源極區(qū)的上方的源電極。源電極也可以形成于接觸溝槽的內(nèi)部。半導(dǎo)體裝置在接觸溝槽的內(nèi)壁與源電極之間可以具備勢壘金屬(Barrier metal)。

在本發(fā)明的第二方式中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。制造方法可以包括在半導(dǎo)體基板的上表面?zhèn)刃纬傻谝粚?dǎo)電型的漂移區(qū)、第二導(dǎo)電型的基極區(qū)、第一導(dǎo)電型的源極區(qū)以及貫穿源極區(qū)和基極區(qū)的2個以上的柵極溝槽的步驟。制造方法可以包括形成接觸溝槽的步驟，所述接觸溝槽在2個柵極溝槽之間貫穿源極區(qū)，且其下端配置于基極區(qū)。制造方法可以包括從接觸溝槽的下端向基極區(qū)的下方進行雜質(zhì)的注入，在與接觸溝槽的下端對置的區(qū)域形成從基極區(qū)的下端向下側(cè)突出的第二導(dǎo)電型的突出部的步驟。

可以在形成接觸溝槽之前，在源極區(qū)的上方形成絕緣膜。可以形成貫穿絕緣膜的接觸溝槽。

制造方法可以包括從柵極溝槽的下端向漂移區(qū)進行雜質(zhì)的注入而形成第一導(dǎo)電型區(qū)的步驟，所述第一導(dǎo)電型區(qū)與柵極溝槽的下端和突出部鄰接且雜質(zhì)濃度比漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度高。

在形成突出部的步驟中，可以在不同的深度分別進行雜質(zhì)的注入。從源極區(qū)的上端起到突出部的下端為止的深度可以為3μm以上。漂移區(qū)的載流子濃度Nd和突出部的載流子濃度Na可以滿足下式。

【數(shù)學(xué)式1】

應(yīng)予說明，上述的發(fā)明內(nèi)容未列舉本發(fā)明的所有特征。另外，這些特征群的子組合也另外能夠成為發(fā)明。

附圖說明