且在第一橫向方向X上交替地布置。
[0046]參考圖1和圖2，二極管區(qū)域30包括在半導(dǎo)體本體100的豎直方向上位于溝槽的底部IlO3下方的區(qū)域。半導(dǎo)體本體100的“豎直方向”是垂直于半導(dǎo)體本體100的第一表面101的方向。二極管區(qū)域30的在底部IlO3下方的該區(qū)域，在下文中將稱為“下二極管區(qū)域”。在其中二極管區(qū)域30包括第一二極管區(qū)域31和第二二極管區(qū)域32的實(shí)施例中，下二極管區(qū)域可以包括第一二極管區(qū)域31的部分和第二二極管區(qū)域32的部分。
[0047]根據(jù)一個實(shí)施例，下二極管區(qū)域在豎直方向上具有變化的摻雜濃度，從而使得下二極管區(qū)域具有摻雜濃度最大值的區(qū)域與溝槽的底部1103間隔開。下面參考圖4對其進(jìn)行闡釋。
[0048]圖4圖示了二極管區(qū)域30的沿著在圖1中示出的線1-1的摻雜濃度N3。。在圖4中，X表示在第一表面101與在圖4中圖示了摻雜濃度的各個位置之間的距離。xO表示第一表面101的位置，Xl表示溝槽底部1103的位置，以及x2表示二極管區(qū)域30的下端，在該下端處二極管區(qū)域30與漂移區(qū)域一起形成pn結(jié)。在圖4中，僅圖示了形成二極管區(qū)域30的摻雜劑的摻雜濃度。如上所闡述的，這些摻雜劑在η型晶體管器件中為P型摻雜劑，而在P型晶體管器件中為η型摻雜劑。參考圖4，二極管區(qū)域30的摻雜濃度在與溝槽底部IlO3間隔開的位置處的下二極管區(qū)域30中具有最大值。在溝槽底部1103與最大值的位置χ3之間的最短距離例如在200納米(nm)與I微米(μ m)之間，尤其在250納米與500納米之間。根據(jù)一個實(shí)施例，在下二極管區(qū)域中的該摻雜濃度最大值在lE18cm3與5E18cm 3之間。
[0049]參考圖4，在下二極管區(qū)域中的摻雜濃度最大值可以是整個二極管區(qū)域30的局部最大值。即，二極管區(qū)域可以包括:摻雜濃度的絕對最大值；或者摻雜濃度區(qū)域的另外的局部最大值，該摻雜濃度區(qū)域的在下二極管區(qū)域外部，并且該另外的局部最大值高于在下二極管區(qū)域30中的摻雜濃度最大值。在圖4中示出的實(shí)施例中，二極管區(qū)域30具有接近第一表面101的摻雜濃度的絕對最大值。具有摻雜濃度的絕對最大值的該區(qū)域，充當(dāng)源極電極I電連接至二極管區(qū)域30的接觸區(qū)域。在該區(qū)域中的摻雜濃度最大值例如在lE19cm3與lE20cm3之間。根據(jù)一個實(shí)施例，在溝槽底部I13與具有(局部)摻雜濃度最大值的位置x3之間，存在(局部)最小摻雜濃度。根據(jù)一個實(shí)施例，該最小摻雜濃度是在與溝槽底部相鄰的區(qū)域中。根據(jù)一個實(shí)施例，該最小摻雜濃度在5E17cm3與lE18cm 3之間。
[0050]將二極管區(qū)域30實(shí)現(xiàn)為，其下二極管區(qū)域的摻雜濃度局部最大值與溝槽底部IlO3間隔開，有助于在半導(dǎo)體器件被阻斷時有效地保護(hù)柵極電介質(zhì)22免受高電場的影響。
[0051]根據(jù)一個實(shí)施例，漂移區(qū)域11在溝道區(qū)域Il1*具有局部增加的摻雜濃度。下面參考圖5對其進(jìn)行闡釋。圖5示出了沿著在圖1中示出的線I1-1I的摻雜濃度。在圖5中，圖示了源極區(qū)域12的摻雜濃度N12、本體區(qū)域13的摻雜濃度N13、和漂移區(qū)域11的摻雜濃度N11O如圖4所示，xO表示第一表面101的位置，xl表示溝槽底部I13的位置，以及x2表示二極管區(qū)域30的下端的位置。參考圖5，漂移區(qū)域11的在與本體區(qū)域13鄰接的區(qū)域中，具有比漂移區(qū)域11的在漏極區(qū)域14的方向上的更靠下的區(qū)域中更高的摻雜濃度。S卩，漂移區(qū)域11在本體區(qū)域13與漂移區(qū)域11之間的邊界處的pn結(jié)與對應(yīng)于二極管區(qū)域30的下端的豎直位置的豎直位置之間的區(qū)域中，具有摻雜濃度最大值。具有增加的摻雜濃度的該區(qū)域的長度例如在200納米與I微米之間。在該區(qū)域中的摻雜濃度是例如在溝道區(qū)域Ili外部的摻雜濃度的至少2倍。根據(jù)一個實(shí)施例，在溝道區(qū)域Il1的更高摻雜部分中的摻雜濃度在5E16cm 3與lE17cm 3之間。在溝道區(qū)域11:外部，漂移區(qū)域11的摻雜濃度例如低于2E16cm30溝道區(qū)域Il1的更高摻雜，有助于減小半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻，該導(dǎo)通電阻是在半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻。根據(jù)一個實(shí)施例，溝道區(qū)域11:的更高摻雜部分覆蓋著下二極管區(qū)域具有摻雜最大值的豎直位置χ3。
[0052]根據(jù)另一實(shí)施例，漂移區(qū)域11包括在二極管區(qū)域30下方的另一更高摻雜區(qū)域Il2O該另一更高摻雜區(qū)域Il2可以與二極管區(qū)域30鄰接，并且在橫向方向上，可以在溝道區(qū)域Il1的方向上延伸到二極管區(qū)域30之外。該另一更高摻雜區(qū)域11 2的摻雜濃度，可以對應(yīng)于在溝道區(qū)域Il1中的更高摻雜區(qū)域的摻雜濃度。該另一更高摻雜區(qū)域11 2可以與在溝道區(qū)域Il1中的更高摻雜區(qū)域間隔開。
[0053]在下文中參考圖6Α至圖6J，對用于生產(chǎn)如上文中闡釋的半導(dǎo)體器件的方法的一個實(shí)施例進(jìn)行闡釋。這些附圖中的每一個示出了在該方法的單獨(dú)方法步驟期間的半導(dǎo)體本體100的垂直截面圖。
[0054]參考圖6Α，該方法包括:提供半導(dǎo)體本體100，該半導(dǎo)體本體100具有:漂移區(qū)域?qū)?11、與漂移區(qū)域?qū)?11鄰接的本體區(qū)域?qū)?13、以及與本體區(qū)域?qū)?13鄰接的源極區(qū)域?qū)?12。源極區(qū)域?qū)?12形成半導(dǎo)體本體100的第一表面101。半導(dǎo)體本體100進(jìn)一步包括同與本體區(qū)域?qū)?13相對地與漂移區(qū)域?qū)?11鄰接的漏極區(qū)域?qū)?14。可選地，與漂移區(qū)域?qū)?11相同摻雜類型、但是比漂移區(qū)域?qū)?11更高地?fù)诫s的場停止區(qū)域?qū)?未圖示)，布置在漏極區(qū)域?qū)?14與漂移區(qū)域?qū)?11之間。漂移區(qū)域?qū)?11形成漂移區(qū)域11，本體區(qū)域?qū)?13形成本體區(qū)域13，源極區(qū)域?qū)?13形成源極區(qū)域12，以及漏極區(qū)域?qū)?14形成制成的半導(dǎo)體器件的漏極區(qū)域14。各個半導(dǎo)體層111-114的摻雜類型和摻雜濃度，對應(yīng)于由各個半導(dǎo)體層形成的器件區(qū)域的摻雜類型和摻雜濃度。上文中已經(jīng)對單獨(dú)的器件區(qū)域的這些摻雜類型和摻雜濃度進(jìn)行了闡釋。
[0055]通過使用用于生產(chǎn)具有多個不同摻雜的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體本體的常規(guī)技術(shù)，可以生產(chǎn)圖6A中的半導(dǎo)體本體100。根據(jù)一個實(shí)施例，生產(chǎn)半導(dǎo)體本體100包括:提供形成漏極區(qū)域?qū)?14的半導(dǎo)體襯底，在漏極區(qū)域?qū)?14上生長作為第一外延層的漂移區(qū)域?qū)?11，在漂移區(qū)域?qū)?11上生長作為第二外延層的本體區(qū)域?qū)?13，以及在本體區(qū)域?qū)?13上生長作為第三外延層的源極區(qū)域?qū)?12。在各個外延工藝期間，可以對單獨(dú)的外延層原位摻雜。
[0056]根據(jù)第二實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底具有對應(yīng)于漂移區(qū)域?qū)?1的摻雜濃度的摻雜濃度。通過注入工藝，通過第一表面101將摻雜原子注入到該襯底中，以便形成本體區(qū)域?qū)?13和源極區(qū)域?qū)?12。此外，通過與第一表面101相對的第二表面102將摻雜原子注入到襯底中，以便形成漏極區(qū)域?qū)?14。
[0057]根據(jù)第三實(shí)施例，提供了一種形成漏極區(qū)域?qū)?14的半導(dǎo)體襯底。在漏極區(qū)域?qū)?14上生長外延層，其中該外延層具有對應(yīng)于漂移區(qū)域?qū)?11的摻雜濃度的摻雜濃度。該外延層形成半導(dǎo)體本體100的第一表面101。最后，通過第一表面101將摻雜原子注入到外延層中，以便形成本體區(qū)域?qū)?13和源極區(qū)域?qū)?12。
[0058]參考圖6B，形成在半導(dǎo)體本體100的第二橫向方向y上間隔開的二極管區(qū)域30。形成二極管區(qū)域30，可以包括:在漂移區(qū)域?qū)?11中形成第一二極管區(qū)域31，以及形成第二二極管區(qū)域(接觸區(qū)域)32，其中接觸區(qū)域32通過源極區(qū)域?qū)?12和本體區(qū)域?qū)?13從第一表面111延伸到第一二極管區(qū)域31中。形成第一和第二二極管區(qū)域31、32，可以包括常規(guī)注入工藝。下面進(jìn)一步參考本文中的圖7A和圖7B對用于生產(chǎn)二極管區(qū)域30的方法的實(shí)施例進(jìn)行闡釋。
[0059]參考圖6C，該方法進(jìn)一步包括在半導(dǎo)體本體100的第一表面101中生產(chǎn)溝槽。每個溝槽包括第一側(cè)壁IlO1、與第一側(cè)壁IlOJg對的第二側(cè)壁110 2、和底部1103。溝槽將本體區(qū)域?qū)?13和源極區(qū)域?qū)?12細(xì)分成多個部分，其中具有本體區(qū)域?qū)?13的摻雜濃度的那些區(qū)域在形成二極管區(qū)域30之前形成本體區(qū)域13，并且具有源極區(qū)域?qū)?12的摻雜濃度的那些區(qū)域在形成二極管區(qū)域30之前形成半導(dǎo)體器件的源極區(qū)域12。參考圖6C，溝槽110形成為，使得每個溝槽110的第一側(cè)壁11(^與一個源極區(qū)域12和一個本體區(qū)域13鄰接，并且使得每個溝槽110的第二側(cè)壁IlO2與一個二極管區(qū)域30 (特別是二極管區(qū)域30的接觸區(qū)域32)鄰接。在這種情況下，形成在二極管區(qū)域30與漂移區(qū)域11之間的pn結(jié)與每個溝槽110的底部IlO3鄰接。形成溝槽110，可以包括使用蝕刻掩膜210的常規(guī)蝕刻工藝。
[0060]可選地，存在對溝槽110的后處理，其中在各個溝槽的側(cè)壁I1kI12與底部IlO3之間的角部都為圓形。該圓化工藝的結(jié)果在圖6D中進(jìn)行了圖示。圓化工藝可以包括在含有氫氣的氣氛下的熱處理。在該熱處理中的溫度例如在1200°C與1700°C之間，而處理時間例如在I分鐘與60分鐘之間。根據(jù)一個實(shí)施例，在側(cè)壁IlO1UlO2與底部110 3之間的角部形成有半徑，該半徑至少是柵極電介質(zhì)22沿著第一表面IlO1所具有的厚度的至少兩倍或者至少四倍。柵極電介質(zhì)22在下面闡釋的工藝步驟中形成。根據(jù)一個實(shí)施例，角部的半徑至少是300納米(nm)。該工藝不僅使在溝槽的底部處的角部圓化，也使在第一表面101與側(cè)壁IlO^ IlO2之間的角部圓化。
[0061]根據(jù)一個實(shí)施例，溝槽110形成有錐形側(cè)壁。根據(jù)一個實(shí)施例，半導(dǎo)體本體100包括SiC，以及溝槽110形成有錐形側(cè)壁，使得第一側(cè)壁11(^與SiC半導(dǎo)體晶體的C軸對準(zhǔn)。
[0062]形成具有錐形側(cè)壁的溝槽，可以包括蝕刻工藝，該蝕刻工藝在豎直方向上以第一蝕刻速率并且在橫向方向上以低于第一蝕刻速率的第二蝕刻速率對半導(dǎo)體本體進(jìn)行蝕刻。由于使溝槽的更接近第一表面101的側(cè)壁IlOp 102比更接近底部IlO3的部分暴露于蝕刻劑的時間更長，所以溝槽成為在第一表面101處比在底部1103處更寬。取決于蝕刻工藝的精確度，取決于半導(dǎo)體本體100的第一表面101與期望的晶面對準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度，以及取決于半導(dǎo)體本體100在蝕刻工藝中與蝕刻掩膜(未示出)對準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度，第一側(cè)壁IlO1可能與或者也可能不與需要實(shí)施溝道區(qū)域的晶面準(zhǔn)確適配。
[0063]根據(jù)一個實(shí)施例，形成溝槽包括調(diào)整工藝，該調(diào)整工藝用于使第一側(cè)壁IlO1與上面提及的晶面(即，11-20平面)對準(zhǔn)。在形成溝槽之后，該工藝可以包括在含有氫氣的氣氛下的熱處理。在該熱處理中，溫度例如在1200°C與1700°C之間，以及處理時間例如在I分鐘與60分鐘之間。根據(jù)一個實(shí)施例，相同的熱處理也用于使溝槽的角部圓化并且用于對第一側(cè)壁I11的對準(zhǔn)進(jìn)行微調(diào)。
[0064]在圖6E中圖示的接下來的工藝步驟中，在溝槽110的側(cè)壁IlO1UlO2、和底部IlO3上形成柵極電介質(zhì)22。可選地，也在半導(dǎo)體本體100的第一表面101上形成柵極電介質(zhì)22。根據(jù)一個實(shí)施例，半導(dǎo)體本體100包括SiC，并且柵極電介質(zhì)22包括二氧化硅(S12)。形成柵極電介質(zhì)22，可以包括氧化工藝、沉積工藝、或者沉積工藝和氧化工藝的組合。
[0065]參考圖6F，在溝槽110中并且在半導(dǎo)體本體100的第一表面101上方形成電極層21’。電極層21’的位于溝槽110中的那些部分