[發明專利]碳化硅半導體裝置

在審

• 申請號: 202010105742.6
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111834448A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 荒岡干
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/331;H01L29/423;H01L29/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 金玉蘭;楊敏

1.一種碳化硅半導體裝置，其特征在于，具備：

絕緣柵極結構，其在有源區，設置在由碳化硅構成的半導體基板的正面側，并且具有絕緣柵雙極型晶體管的金屬-氧化膜-半導體這三層結構；

第一導電型半導體層，其構成所述半導體基板，并且構成所述絕緣柵雙極型晶體管的漂移區；

第二導電型半導體層，其設置在所述半導體基板的正面與所述第一導電型半導體層之間，構成所述半導體基板，并且構成所述絕緣柵雙極型晶體管的基區；

溝槽，其設置在所述半導體基板的正面側，并沿著與所述半導體基板的正面平行的第一方向延伸；

所述絕緣柵雙極型晶體管的柵電極，其隔著絕緣膜而設置在所述溝槽的內部；

第二導電型高濃度區，其雜質濃度高于所述第二導電型半導體層的雜質濃度，并在包圍所述有源區的周圍的終端區，設置在所述半導體基板的正面的表面區域，且形成雜質濃度與所述第二導電型半導體層的雜質濃度不同的第二導電型結；

第一柵極多晶硅層，其隔著所述絕緣膜而設置在所述半導體基板的正面上，在深度方向上隔著所述絕緣膜而與所述第二導電型高濃度區對置，并以矩形狀的方式包圍所述有源區的周圍，且在所述溝槽的端部與所述柵電極電連接；以及

場氧化膜，其在所述終端區，隔著所述絕緣膜而設置在所述半導體基板的正面上，從外側向內側延伸，并以矩形狀的方式包圍所述第一柵極多晶硅層的周圍，

所述場氧化膜的四邊中的、至少與第二方向平行的部位在比所述第一柵極多晶硅層更靠外側的位置終止，所述第二方向與所述第一方向正交。

2.根據權利要求1所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述場氧化膜的、沿著與所述第一方向平行的兩邊中的至少一邊的部位在所述第二方向上，向內側延伸到與所述第一柵極多晶硅層的內側的端部相同的位置。

3.根據權利要求2所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述場氧化膜的與所述第一方向平行的部位在所述第二方向上，向內側延伸到與所述第一柵極多晶硅層的內側的端部相同的位置。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述第二導電型高濃度區在比所述第二導電型半導體層更靠內側的位置終止，

所述場氧化膜的至少與所述第二方向平行的部位的內側的端部在比所述第二導電型結更靠外側的位置，在深度方向上隔著所述絕緣膜而與所述第二導電型半導體層對置。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述第一柵極多晶硅層的外側的端部位于所述第二導電型高濃度區的面內。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述碳化硅半導體裝置遍及所述第一柵極多晶硅層的整個表面是平坦的。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述碳化硅半導體裝置還具備：

第二柵極多晶硅層，其在所述有源區，隔著所述絕緣膜而設置在所述半導體基板的正面上，并且與所述第一柵極多晶硅層連結；以及

柵極焊盤，其隔著層間絕緣膜而設置在所述第二柵極多晶硅層之上，并且與所述第二柵極多晶硅層電連接，

所述場氧化膜不配置在所述半導體基板的正面與所述第二柵極多晶硅層之間。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的碳化硅半導體裝置，其特征在于，

所述絕緣膜是高溫氧化膜或熱氧化膜，

所述場氧化膜是氧化硅膜，

所述場氧化膜的厚度比所述絕緣膜的厚度厚。