[發明專利]具有由碳化硅構成的半導體本體的半導體裝置

有效

• 申請號: 202010167059.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111697061B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: H-J.舒爾茨;W.博爾格納;A.R.斯特格納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/161
• 分類號: H01L29/161;H01L21/265;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姬亞東;劉春元

本公開涉及半導體裝置，其具有SiC半導體本體。SiC半導體本體具有第一導電類型的第一半導體區和第二導電類型的第二半導體區。第一半導體區在SiC半導體本體的第一表面上電接觸且與第二半導體區構成pn結。第一半導體區和第二半導體區沿垂直于第一表面的垂直方向重疊地布置。第一半導體區具有第一摻雜劑種類和第二摻雜劑種類。第一摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度在第一半導體區的與SiC半導體本體的第一表面相鄰的第一部分中大于第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度。第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度在第一半導體區的與第二半導體區相鄰的第二部分中大于第一摻雜劑種類的摻雜劑濃度，其中沿著第一和第二部分的垂直延伸來確定平均摻雜劑濃度。

技術領域

本公開內容涉及由碳化硅、即SiC構成的半導體裝置。

背景技術

對SiC半導體裝置、諸如SiC功率半導體場效應晶體管或SiC功率半導體二極管提出了關于在所規定的運行壽命期間的可靠性方面的要求。SiC半導體裝置的可靠性不僅可以在運行時而且可以由半導體裝置的制造決定地受到不同類型的機制影響。

本公開內容致力于改善SiC半導體裝置的可靠性。

發明內容

本公開內容涉及一種半導體裝置，該半導體裝置具有SiC半導體本體。SiC半導體本體具有第一導電類型的第一半導體區和第二導電類型的第二半導體區。第一半導體區在SiC半導體本體的第一表面上電接觸而且與第二半導體區構成pn結。第一半導體區和第二半導體區沿垂直于第一表面的垂直方向重疊地布置。第一半導體區具有第一摻雜劑種類和第二摻雜劑種類。在第一半導體區的與SiC半導體本體的第一表面相鄰的第一部分中第一摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度大于在該第一部分中第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度。在第一半導體區的與第二半導體區相鄰的第二部分中第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度大于在該第二部分中第一摻雜劑種類的摻雜劑濃度。沿著第一和第二部分的垂直延伸來確定平均摻雜劑濃度。

本公開內容還涉及一種用于制造半導體裝置的方法。該方法包括：提供SiC半導體本體。該方法還包括：在SiC半導體本體中構造第一導電類型的第一半導體區和第二導電類型的第二半導體區。第一半導體區在SiC半導體本體的第一表面上電接觸而且與第二半導體區形成pn結。第一半導體區和第二半導體區沿垂直于第一表面的垂直方向重疊地布置。第一半導體區具有第一摻雜劑種類和第二摻雜劑種類。第一摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度在第一半導體區的與SiC半導體本體的第一表面相鄰的第一部分中大于在該第一部分中第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度。第二摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度在第一半導體區的與第二半導體區相鄰的第二部分中大于在該第二部分中第一摻雜劑種類的平均摻雜劑濃度。沿著第一和第二部分的垂直延伸來確定平均摻雜劑濃度。

附圖說明

附圖用于理解實施例，被包括在本公開內容之內并且構成本公開內容的一部分。這些附圖僅僅闡明實施例，而且與說明書一起解釋這些實施例。其它實施例和多個所企圖的優點直接從隨后的詳細描述中得到。在附圖中示出的元件和結構不一定彼此間嚴格按照比例示出。相同的附圖標記指明相同或彼此相應的元件和結構。

圖1至3是按照實施例的半導體裝置的SiC半導體本體的示意性橫截面圖。

圖4A至4B是用于闡明在第一半導體區內疊加的濃度分布的示意圖。

圖5A是按照一個實施方式的半導體裝置的一個部分的示意性水平橫截面，該半導體裝置具有條狀的晶體管單元，所述條狀的晶體管單元具有深的溝槽柵電極和單側的晶體管溝道。

圖5B是根據圖5A的半導體裝置的部分沿著橫截面線B-B的的示意性垂直橫截面。

圖6是按照一個實施方式的半導體裝置的一個部分的示意性垂直橫截面，該半導體裝置具有平坦的柵極結構。

圖7是按照一個實施方式的半導體裝置的一個部分的示意性垂直橫截面，該半導體裝置具有淺的溝槽柵極結構。