[發明專利]碳化硅半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201780041600.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109417090B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 竹內有一;宮原真一朗;秋葉敦也;鈴木克己;渡邊行彥
• 申請（專利權）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: 樸勇

1.一種碳化硅半導體裝置，具有單元部和外周部，該外周部包含包圍所述單元部的外周的保護環部、以及位于該保護環部與所述單元部之間的連接部，所述碳化硅半導體裝置的特征在于，

所述碳化硅半導體裝置具有第1或者第2導電型的基板(1，101)以及第1導電型的漂移層(2，102)，該第1導電型的漂移層(2，102)形成于所述基板的表面側，且雜質濃度低于所述基板，

在所述單元部或在所述單元部以及所述連接部，設置有第2導電型層(5，30，103)，該第2導電型層(5，30，103)被配置在以條紋狀形成于所述漂移層中的多個線狀的第1溝槽(5a，30a，103a)內，且由第2導電型的外延膜構成，

在所述單元部中具有：

深層(5、103)，由所述第2導電型層的至少一部分構成；

與所述深層電連接的第1電極(9，106)；以及

形成在所述基板的背面側的第2電極(11，107)，

在所述單元部設置有在所述第1電極與所述第2電極之間流過電流的垂直型的半導體元件，

在所述保護環部或在所述保護環部以及所述連接部，設置有第2導電型環(21，104，105)，該第2導電型環(21，104，105)被配置在從所述漂移層的表面形成且設為包圍所述單元部的多個框形狀的線狀的第2溝槽(21a，104a，105a)內，且由第2導電型的外延膜構成，

在所述第2導電型層的前端設置有擴張區域(40，108)，該擴張區域(40，108)與所述第1溝槽的前端連結且僅向朝向多個所述第2導電型層中的相鄰的第2導電型層的方向突出，并且所述擴張區域(40，108)被配置在以與該相鄰的第2導電型層分離的方式形成的線狀的擴張溝槽(40a，108a)內，并由第2導電型的外延膜構成，

由包括所述深層的所述第2導電型層和所述擴張區域以及所述第2導電型環，抑制所述漂移層內的等電位線的隆起。

2.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其中，

所述第2導電型環具有圓弧狀的部分，

所述擴張區域形成在與所述第2導電型環的成為圓弧狀的部分對應的位置處的所述第2導電型層的前端。

3.如權利要求2所述的碳化硅半導體裝置，其中，

所述擴張區域是沿著所述第2導電型環的圓弧狀的形狀。

4.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其中，

所述擴張區域的長邊方向的前端在從所述基板的上方觀察時的上表面形狀被設為半圓形。

5.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其中，

從所述擴張區域的長邊方向的前端至所述第2導電型環為止的最接近距離被設為，在所述半導體元件截止時從所述擴張區域向所述漂移層延伸的耗盡層的延伸量的2倍以內。

6.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其中，

將所述第2導電型環中的至少配置有相對于所述單元部而言位于外周側的一部分所述第2導電型環的部分設為所述保護環部，并將位于所述單元部與所述保護環部之間的部分設為所述連接部的至少一部分，

在所述基板的厚度方向上，所述單元部以及所述連接部被設為比所述保護環部突出的島狀的臺面部，在該臺面部的整個區域中，所述第2導電型層與所述擴張區域及所述第2導電型環的最接近距離為多個所述深層的間隔以下。

7.如權利要求6所述的碳化硅半導體裝置，其中，

具備吸取電極(60)，該吸取電極(60)與所述第2導電型層以及所述第2導電型環中的位于所述連接部的部分電連接，在擊穿時進行載流子的吸取。

8.如權利要求7所述的碳化硅半導體裝置，其中，

所述第2導電型層及所述第2導電型環中的與所述吸取電極電連接的部分彼此的間隔，大于配置在所述單元部的所述第2導電型層彼此的間隔。