[發(fā)明專利]碳化硅半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780041004.6
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109417087B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竹內(nèi)有一;鈴木克己;渡邊行彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝;豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/12;H01L29/47;H01L29/78;H01L29/861;H01L29/868;H01L29/872
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

1.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置，其是具有單元部和外周部的半導(dǎo)體裝置，該外周部包括包圍所述單元部的外周的保護環(huán)部、以及位于該保護環(huán)部和所述單元部之間的連接部，

所述碳化硅半導(dǎo)體裝置具有第1或者第2導(dǎo)電型的基板(1、101)、以及第1導(dǎo)電型的漂移層(2、102)，該漂移層形成于所述基板的表面?zhèn)龋辉O(shè)為雜質(zhì)濃度比所述基板的雜質(zhì)濃度低，

在所述單元部或者在所述單元部及所述連接部設(shè)有第2導(dǎo)電型層(5、31、103)，該第2導(dǎo)電型層被配置于在所述漂移層形成為條狀的多個線狀的第1溝槽內(nèi)(5a、30a、103a)，由第2導(dǎo)電型的外延膜構(gòu)成，

在所述單元部具有與所述第2導(dǎo)電型層電連接的第1電極(9、106)和形成于所述基板的背面?zhèn)鹊牡?電極(11、107)，

在所述第1電極和所述第2電極之間設(shè)有流過電流的縱型的半導(dǎo)體元件，

在所述保護環(huán)部或者在所述保護環(huán)部及所述連接部設(shè)有第2導(dǎo)電型環(huán)(21、104、105)，該第2導(dǎo)電型環(huán)被配置在線狀的第2溝槽(21a、104a、105a)內(nèi)，由第2導(dǎo)電型的外延膜構(gòu)成，該第2溝槽從所述漂移層的表面形成，并且形成為包圍所述單元部的多個框形狀，

將所述第2導(dǎo)電型環(huán)中位于外周側(cè)的至少一部分作為所述保護環(huán)部具有的保護環(huán)(21、104)，相鄰的所述保護環(huán)彼此的間隔越朝向所述單元部的外周越大，并且相鄰的所述保護環(huán)彼此的間隔中最大的間隔被設(shè)為相鄰的所述第2導(dǎo)電型層彼此的間隔以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，

所述保護環(huán)中最外周側(cè)的保護環(huán)和與其緊接著的內(nèi)側(cè)的一個保護環(huán)的間隔，被設(shè)為相鄰的所述第2導(dǎo)電型層彼此的間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，

所述保護環(huán)中最外周側(cè)的保護環(huán)和與其緊接著的內(nèi)側(cè)的一個保護環(huán)的間隔，小于相鄰的所述第2導(dǎo)電型層彼此的間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，

在所述單元部形成有縱型的半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件具有：

第2導(dǎo)電型的基極區(qū)域(3)，形成于所述漂移層(2)之上；

第1導(dǎo)電型的源極區(qū)域(4)，形成于所述基極區(qū)域之上，被設(shè)為雜質(zhì)濃度比所述漂移層的雜質(zhì)濃度高；

溝槽柵極構(gòu)造，形成于柵極溝槽(6)內(nèi)，具有在該柵極溝槽的內(nèi)壁面形成的柵極絕緣膜(7)和在所述柵極絕緣膜上形成的柵極電極(8)，所述柵極溝槽從所述源極區(qū)域的表面一直形成到比所述基極區(qū)域深的位置；

深層(5)，一直形成到所述漂移層中比所述柵極溝槽深的位置，構(gòu)成被配置在作為所述第1溝槽的至少一部分而含有的深溝槽(5a)內(nèi)的、所述第2導(dǎo)電型層的至少一部分；

源極電極(9)，構(gòu)成與所述源極區(qū)域及所述基極區(qū)域電連接的所述第1電極；

漏極電極(11)，構(gòu)成在所述基板的背面?zhèn)刃纬傻乃龅?電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，

所述基板(101)是第1導(dǎo)電型，

在所述單元部形成有縱型的肖特基二極管，該肖特基二極管具有：

深層(103)，構(gòu)成被配置在作為所述第1溝槽的至少一部分而含有的深層溝槽(103a)內(nèi)的、所述第2導(dǎo)電型層的至少一部分；

肖特基電極(106)，構(gòu)成與所述漂移層(102)及所述深層(103)接觸的所述第1電極；

歐姆電極(107)，構(gòu)成在所述基板的背面?zhèn)刃纬傻乃龅?電極。