[發明專利]碳化硅半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201880055698.3
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN111066152B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 箕谷周平;梶愛子;海老原康裕;永岡達司;青井佐智子
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 呂文卓

1.一種碳化硅半導體裝置，具有溝槽柵構造，其特征在于，

具備：

第1導電型或第2導電型的基板(11)，由碳化硅構成；

第1導電型的第1雜質區域(12)，形成在上述基板的表面上，與上述基板相比為低雜質濃度；

第2導電型的由碳化硅構成的基體區域(18)，形成在上述第1雜質區域之上；

第1導電型的由碳化硅構成的第2雜質區域(19)，形成在上述基體區域的表層部，與上述第1雜質區域相比為高雜質濃度；

溝槽柵構造，具有在溝槽(21)的內壁面形成的柵極絕緣膜(22)和在上述溝槽內形成在上述柵極絕緣膜之上的柵極電極(23)，上述溝槽從上述第2雜質區域的表面形成到比上述基體區域深的位置并且以一個方向作為長度方向而形成；

第1電極(24)，與上述第2雜質區域電連接并與上述基體區域電連接；以及

第2電極(26)，形成在上述基板的背面側，與上述基板電連接；

上述碳化硅半導體裝置具有：

第1導電型的由碳化硅構成的第1電流分散層(13)，形成在上述第1雜質區域與上述基體區域之間，與上述第1雜質區域相比為高雜質濃度；

第2導電型的由碳化硅構成的多個第1深層(14)，形成在上述第1電流分散層內，比上述第1電流分散層淺，并且以一個方向作為長度方向而延伸設置；

第1導電型的由碳化硅構成的第2電流分散層(15)，形成在上述第1電流分散層與上述基體區域之間，上述溝槽的底部位于該第2電流分散層；以及

第2導電型的由碳化硅構成的第2深層(17)，形成在上述第1電流分散層與上述基體區域之間，與上述基體區域相連并與上述第1深層相連，并且從上述溝槽離開而形成，

上述多個第1深層在與上述溝槽的長度方向交叉的方向上延伸設置；

上述第2深層在與上述第1深層的延伸設置方向交叉的方向上延伸設置。

2.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

上述多個第1深層的相鄰的上述第1深層彼此在多個部位相連。

3.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

上述第2電流分散層，與上述第1雜質區域相比為高雜質濃度。

4.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

上述第1電流分散層，在將該第1電流分散層的雜質濃度設為以cm^－3為單位的數值y、將位于相鄰的上述第1深層之間的部分中的最窄部分的長度設為以μm為單位的數值x時，成為y2×10¹⁶/x^1.728。

5.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

上述第1電流分散層，在將該第1電流分散層的雜質濃度設為以cm^－3為單位的數值y、將位于相鄰的上述第1深層之間的部分中的最窄部分的長度設為以μm為單位的數值x時，成為y－2×10¹⁷x+3×10¹⁷。

6.如權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

具有配置上述溝槽柵構造的單元區域(1)和將上述單元區域包圍的外周區域(2)；

上述第1電流分散層僅形成在上述單元區域；

在上述外周區域，形成有第2導電型的由碳化硅構成的保護環(27)。

7.如權利要求1～6中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

上述溝槽的11－20方向被設為上述長度方向。