[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>: 201780041600.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN109417090B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竹內(nèi)有一;宮原真一朗;秋葉敦也;鈴木克己;渡邊行彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社電裝;豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/12;H01L29/47;H01L29/78;H01L29/861;H01L29/868;H01L29/872
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 樸勇

在p型連接層(30)的前端連結(jié)p型擴(kuò)張區(qū)域(40)。通過形成這樣的p型擴(kuò)張區(qū)域(40)，能夠消除在p型連接層(30)與p型保護(hù)環(huán)(21)之間間隔變大的區(qū)域。因此，在臺(tái)面部中，能夠抑制等電位線過度隆起，能夠確保耐壓。

相關(guān)申請的相互引用

本申請基于2016年7月5日提出申請的日本專利申請2016-133673號(hào)，在此通過參照而組入其記載內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及具有深層以及保護(hù)環(huán)層的碳化硅(以下，稱作SiC)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

以往，作為可獲得高電場破壞強(qiáng)度的功率器件的材料而關(guān)注SiC。作為SiC的功率器件，例如提出有MOSFET、肖特基二極管等(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在SiC的功率器件中，具備形成有MOSFET、肖特基二極管等功率元件的單元部，以及包圍單元部的周圍的保護(hù)環(huán)部。在單元部與保護(hù)環(huán)部之間，設(shè)置有用于將兩者連接的連接部，在連接部中的半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壤缇邆潆姌O焊盤。并且，在包含保護(hù)環(huán)部的外周區(qū)域中，通過設(shè)為使半導(dǎo)體基板的表面凹陷的凹部，而成為單元部以及連接部呈島狀突出的臺(tái)面部。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-101036號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

如上述那樣，在單元部與保護(hù)環(huán)部之間具備連接部，且在包含保護(hù)環(huán)部的外周區(qū)域中形成凹部，從而設(shè)為使單元部以及連接部呈島狀突出的臺(tái)面部，在該情況下，可考慮利用外延膜構(gòu)成深層、連接層等。然而，在采用這樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，確認(rèn)到有可能無法獲得作為功率器件所要求的耐壓。

本申請的目的在于，提供具備即使由外延膜構(gòu)成深層、連接層等，也能夠確保耐壓的半導(dǎo)體元件的SiC半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

在本申請的一個(gè)觀點(diǎn)的SiC半導(dǎo)體裝置中，具有第1或者第2導(dǎo)電型的基板以及第1導(dǎo)電型的漂移層，該第1導(dǎo)電型的漂移層形成于基板的表面?zhèn)龋译s質(zhì)濃度低于基板，在這樣的構(gòu)成中，除了單元部以外，還形成有外周部，該外周部包含包圍該單元部的外周的保護(hù)環(huán)部、以及位于保護(hù)環(huán)部與單元部之間的連接部。在單元部或單元部以及連接部，設(shè)置有第2導(dǎo)電型層，該第2導(dǎo)電型層被配置在以條紋狀形成于漂移層的多個(gè)線狀的第1溝槽內(nèi)，且由第2導(dǎo)電型的外延膜構(gòu)成。此外，在單元部設(shè)置有與第2導(dǎo)電型層電連接的第1電極、以及形成于基板的背面?zhèn)鹊牡?電極，在所述單元部設(shè)置有在第1電極與第2電極之間流過電流的垂直型的半導(dǎo)體元件。此外，在保護(hù)環(huán)部或在保護(hù)環(huán)部以及連接部設(shè)置有第2導(dǎo)電型環(huán)，該第2導(dǎo)電型環(huán)被配置在從漂移層的表面形成且設(shè)為包圍單元部的多個(gè)框形狀的線狀的第2溝槽內(nèi)，并由第2導(dǎo)電型的外延膜構(gòu)成。在這樣的構(gòu)造中，在第2導(dǎo)電型層的前端設(shè)置有擴(kuò)張區(qū)域，該擴(kuò)張區(qū)域與第1溝槽的前端連結(jié)且僅向朝向多個(gè)第2導(dǎo)電型層中的相鄰的第2導(dǎo)電型層的方向突出，并且該擴(kuò)張區(qū)域配置在以與該相鄰的第2導(dǎo)電型層分離的方式形成的線狀的擴(kuò)張溝槽內(nèi)，并由第2導(dǎo)電型的外延膜構(gòu)成。

這樣，在第2導(dǎo)電型層的前端連結(jié)有擴(kuò)張區(qū)域。由于形成有這樣的擴(kuò)張區(qū)域，因此能夠消除在第2導(dǎo)電型層與第2導(dǎo)電型環(huán)之間間隔變大的區(qū)域。因此，能夠抑制等電位線過度隆起。

此外，若僅僅是消除在第2導(dǎo)電型層與第2導(dǎo)電型環(huán)之間間隔變大的區(qū)域，則不設(shè)置擴(kuò)張區(qū)域而是將第2導(dǎo)電型層直接與第2導(dǎo)電型環(huán)連結(jié)即可。然而，在該連結(jié)部中產(chǎn)生寬度變大的部分，在該部分中，第2導(dǎo)電型層的厚度有可能變薄。在該情況下，無法獲得所希望的耐壓。

因此，通過采用使擴(kuò)張區(qū)域從第2導(dǎo)電型層的前端沿一個(gè)方向延伸配置的構(gòu)造，能夠使得在擴(kuò)張區(qū)域與第2導(dǎo)電型層的連結(jié)部不產(chǎn)生寬度變大的部分。由此，能夠抑制在連結(jié)部產(chǎn)生第2導(dǎo)電型層的厚度變薄等問題，能夠確保所希望的耐壓。

附圖說明

圖1是示意示出第1實(shí)施方式的SiC半導(dǎo)體裝置的上表面布局的圖。