[發(fā)明專利]碳化硅半導(dǎo)體裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910089015.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110137240A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大岡篤志;堀川信之;內(nèi)田正雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/08;H01L29/78
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 齊秀鳳

本公開(kāi)提供一種抑制柵極絕緣膜的絕緣破壞、安全性高的碳化硅半導(dǎo)體裝置。碳化硅半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在碳化硅半導(dǎo)體基板的多個(gè)單位單元，各單位單元具有MISFET構(gòu)造。與多個(gè)單位單元相鄰配置的柵極上部電極具備柵極焊盤和柵極全局布線，在俯視觀察時(shí)，柵極電極不與柵極焊盤重疊。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及碳化硅半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

功率半導(dǎo)體器件是高耐壓而用于流過(guò)大電流的用途的半導(dǎo)體元件，期望低損耗。以往，使用了硅(Si)基板的功率半導(dǎo)體器件是主流，但近年來(lái)使用了碳化硅(SiC)基板的功率半導(dǎo)體器件受到關(guān)注而被進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

碳化硅(SiC)具有如下特征：與硅(Si)相比材料自身的絕緣破壞電場(chǎng)高出一個(gè)量級(jí)，因此即便減薄pn結(jié)部或肖特基結(jié)部中的耗盡層也能夠維持耐壓。因此，當(dāng)使用碳化硅時(shí)，能夠減小器件的厚度，此外能夠提高摻雜濃度，因而碳化硅作為用于形成導(dǎo)通電阻低、高耐壓且低損耗的功率半導(dǎo)體器件的材料而被期待。

近年來(lái)，正在開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力車、電動(dòng)機(jī)動(dòng)車、燃料電池機(jī)動(dòng)車等以馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源的車輛。上述的特征有利于對(duì)這些車輛的馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的逆變器電路的開(kāi)關(guān)元件，因此正在開(kāi)發(fā)車載用的碳化硅功率半導(dǎo)體器件。

作為使用了SiC的代表性的半導(dǎo)體元件，可列舉出金屬-絕緣體-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor：MISFET)。金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：MOSFET)是一種MISFET。使用了SiC的MISFET通常具有活性區(qū)域，該活性區(qū)域中二維排列了具有晶體管構(gòu)造的多個(gè)單位單元。這些單位單元并聯(lián)連接。

已知在使用碳化硅功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件的情況下，可能產(chǎn)生由PN結(jié)電容引起的位移電流，可能產(chǎn)生場(chǎng)效應(yīng)型晶體管的柵極絕緣膜破壞等問(wèn)題。專利文獻(xiàn)1、2公開(kāi)了抑制這樣的絕緣破壞的發(fā)生的構(gòu)造。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)第2012/001837號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2015-76414號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在上述現(xiàn)有技術(shù)的碳化硅半導(dǎo)體裝置中，有時(shí)抑制絕緣破壞的發(fā)生是不充分的。本公開(kāi)的一方案提供一種抑制柵極絕緣膜的絕緣破壞且可靠性高的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

用于解決課題的手段

本公開(kāi)的碳化硅半導(dǎo)體裝置具備碳化硅半導(dǎo)體基板、第一體區(qū)域、源極區(qū)域、第二體區(qū)域、柵極絕緣膜、柵極電極、層間絕緣膜、源極接觸部、源極焊盤、柵極接觸部、柵極焊盤和柵極全局布線。碳化硅半導(dǎo)體基板是第一導(dǎo)電型，并且包括第一導(dǎo)電型的漂移層。第一體區(qū)域有多個(gè)，是第二導(dǎo)電型，并且在漂移層的表面離散地形成。源極區(qū)域有多個(gè)，是第一導(dǎo)電型，并且分別位于多個(gè)第一體區(qū)域內(nèi)。第二體區(qū)域形成在漂移層的表面，是第二導(dǎo)電型，包括第一部分以及第二部分。第一部分有多個(gè)，從表面觀察與多個(gè)第一體區(qū)域相鄰，包括帶狀部分。第二部分與多個(gè)第一部分連接。柵極絕緣膜位于多個(gè)第一體區(qū)域、源極區(qū)域和第二體區(qū)域之上。柵極電極在多個(gè)第一體區(qū)域、多個(gè)源極區(qū)域的一部分和第二體區(qū)域的第一部分，形成在柵極絕緣膜上。層間絕緣膜位于柵極電極、從柵極電極露出的柵極絕緣膜、以及第二體區(qū)域的第二部分上。源極接觸部有多個(gè)，設(shè)置在柵極絕緣膜以及層間絕緣膜上，位于各自的源極區(qū)域。源極焊盤經(jīng)由多個(gè)源極接觸部與源極區(qū)域電連接，位于層間絕緣膜的一部分上。柵極接觸部在第二體區(qū)域的多個(gè)第一部分，設(shè)置在層間絕緣膜，使柵極電極的一部分露出。柵極焊盤在第二體區(qū)域的第二部分，位于層間絕緣膜上。柵極全局布線在第二體區(qū)域的多個(gè)第一部分，經(jīng)由柵極接觸部與柵極電極電連接，并與柵極焊盤連接。在此，從漂移層的表面觀察，柵極電極不與柵極焊盤重疊。