移區(qū)12a3、第二下漂移區(qū)12b3和第三下漂移區(qū)12c3中的每一個(gè)中的諸如氮的η型雜質(zhì)的濃度。第一上漂移區(qū)12al、第二上漂移區(qū)12bl和第三上漂移區(qū)12cl中的每一個(gè)中的諸如氮的η型雜質(zhì)的濃度為不大于1 X 1016cm 3。
[0101]接下來(lái)，執(zhí)行源極區(qū)形成步驟、接觸區(qū)形成步驟和活化退火步驟，從而制備根據(jù)該變形的碳化硅襯底10。接下來(lái)，執(zhí)行形成柵極絕緣膜的步驟(S20:圖9)、形成柵電極的步驟(S30:圖9)、形成層間絕緣膜的步驟(S40:圖9)、形成源電極的步驟(S50:圖9)、形成漏電極的步驟(S60:圖9)等，從而制造根據(jù)該實(shí)施例的變形的M0SFET。
[0102]雖然在上述實(shí)施例中已示出第一導(dǎo)電類(lèi)型是η型且第二導(dǎo)電類(lèi)型是ρ型，但是第一導(dǎo)電類(lèi)型可以是Ρ型且第二導(dǎo)電類(lèi)型可以是η型。雖然已描述M0SFET為示例性的碳化硅半導(dǎo)體器件，但是碳化硅半導(dǎo)體器件可以是IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等。
[0103]接下來(lái)，下面描述根據(jù)本實(shí)施例的制造充當(dāng)碳化硅半導(dǎo)體器件的M0SFET1的方法的功能和效果。
[0104]根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，當(dāng)在垂直于第一主表面10a的方向上看時(shí)，碳化硅襯底10具有設(shè)置為包括一個(gè)邊的端部C0、第一上體區(qū)13al的最靠近該端部的頂點(diǎn)C1和第二上體區(qū)13bl的最靠近該端部的頂點(diǎn)C2的連接區(qū)17，連接區(qū)17被電連接到第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl兩者，連接區(qū)17具有ρ型。這樣，能夠充分緩和施加到連接區(qū)17上方的柵極絕緣膜15的部分的電場(chǎng)。而且，連接區(qū)17、第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl通過(guò)離子注入來(lái)形成。因此，與通過(guò)外延生長(zhǎng)方法形成連接區(qū)17、第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl的情況相比，能夠通過(guò)更簡(jiǎn)單的工藝來(lái)制造M0SFET 1。此外，在柵極絕緣膜15和連接區(qū)17之間，設(shè)置第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl。因此，與連接區(qū)17與柵極絕緣膜15相接觸的情況相比，能夠減小電阻。
[0105]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl兩者都通過(guò)外延生長(zhǎng)來(lái)形成。因此，與通過(guò)離子注入形成第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl的情況相比，能夠使迀移率更高。
[0106]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，當(dāng)從連接區(qū)17看時(shí)，碳化硅襯底10進(jìn)一步包括位于與第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl相反且電連接到第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl兩者的第一下漂移區(qū)12a3和第二下漂移區(qū)12b3。第一上漂移區(qū)12al、第二上漂移區(qū)12bl、第一下漂移區(qū)12a3和第二下漂移區(qū)12b3在同一外延層形成步驟中形成。因此，能用簡(jiǎn)單的方法來(lái)形成第一上漂移區(qū)12al、第二上漂移區(qū)12bl、第一下漂移區(qū)12a3和第二下漂移區(qū)12b3。
[0107]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，當(dāng)在垂直于主表面10a的方向上看時(shí)，連接區(qū)17具有與多邊形的外形一致的形狀。因此，柵極絕緣膜15和連接區(qū)17的重疊區(qū)域變大，從而有效地抑制將高電場(chǎng)施加到柵極絕緣膜15。
[0108]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl中的每一個(gè)都具有不大于lX1016cm3的雜質(zhì)濃度。因此，能夠有效地耗盡第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl。結(jié)果，能夠有效地抑制將高電場(chǎng)施加到形成在第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl上的柵極絕緣膜15。
[0109]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，制備碳化硅襯底的步驟包括以下步驟:形成具有主表面l〇a并且具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的碳化硅外延層12 ;通過(guò)執(zhí)行到主表面l〇a中的離子注入來(lái)形成設(shè)置為與主表面10a隔開(kāi)的連接區(qū)17 ;和通過(guò)執(zhí)行到主表面10a中的離子注入來(lái)形成第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl，第一上體區(qū)13al被電連接到連接區(qū)17,第二上體區(qū)13bl被電連接到連接區(qū)17。因此，能夠用簡(jiǎn)單工藝提供制造M0SFET 1的方法，以在柵極絕緣膜15中獲得緩和的電場(chǎng)集中。
[0110]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法的變形，制備碳化硅襯底的步驟包括以下步驟:形成具有主表面l〇a并且具有η型的碳化硅外延層12 ;通過(guò)執(zhí)行到主表面10a中的離子注入來(lái)形成第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl，第一上體區(qū)13al在主表面10a處暴露，第二上體區(qū)13bl在主表面10a處暴露；和通過(guò)執(zhí)行到主表面10a中的離子注入來(lái)形成連接區(qū)17,連接區(qū)17被電連接到第一上體區(qū)13al和第二上體區(qū)13bl兩者，連接區(qū)17設(shè)置為與主表面l〇a隔開(kāi)。因此，能夠用簡(jiǎn)單工藝提供制造M0SFET 1的方法，以獲得柵極絕緣膜15中的緩和的電場(chǎng)集中。
[0111]而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造M0SFET 1的方法，通過(guò)額外地執(zhí)行到碳化硅外延層12的主表面l〇a中的離子注入來(lái)形成第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl兩者。因此，能使第一上漂移區(qū)12al和第二上漂移區(qū)12bl中的每一個(gè)中的雜質(zhì)濃度高，從而獲得改善的M0SFET 1的擊穿電壓。
[0112]雖然已詳細(xì)描述并示例了本發(fā)明，但應(yīng)該清楚地理解，本發(fā)明僅是示例和實(shí)例的方式而不采用限制的方式，本發(fā)明的范圍用附屬權(quán)利要求項(xiàng)來(lái)說(shuō)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，包括以下步驟: 制備具有主表面(10a)的碳化硅襯底(10);以及 在所述碳化硅襯底(10)的所述主表面(10a)上形成柵極絕緣膜(15)， 當(dāng)在垂直于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述碳化硅襯底(10)包括第一單元區(qū)(CL1)和第二單元區(qū)(CL2)，所述第一單元區(qū)(CL1)和所述第二單元區(qū)(CL2)每個(gè)都具有多邊形的外形并且共享所述多邊形的一個(gè)邊(M12)， 所述第一單元區(qū)(CL1)具有第一源極區(qū)(14a)、第一體區(qū)(13al)和第一漂移區(qū)(12al)，所述第一源極區(qū)(14a)具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述第一體區(qū)(13al)包圍所述第一源極區(qū)(14a)，所述第一體區(qū)(13al)具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型，當(dāng)在垂直于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述第一體區(qū)(13al)具有所述多邊形的外形，所述第一漂移區(qū)(12al)具有所述第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述第一漂移區(qū)(12al)通過(guò)所述第一體區(qū)(13al)與所述第一源極區(qū)(14a)分開(kāi)， 所述第二單元區(qū)(CL2)具有第二源極區(qū)(14b)、第二體區(qū)(13bl)和第二漂移區(qū)(12bl)，所述第二源極區(qū)(14b)具有所述第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述第二體區(qū)(13bl)包圍所述第二源極區(qū)(14b)，所述第二體區(qū)(13bl)具有所述第二導(dǎo)電類(lèi)型，當(dāng)在垂直于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述第二體區(qū)(13bl)具有所述多邊形的外形，所述第二漂移區(qū)(12bl)具有所述第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述第二漂移區(qū)(12bl)通過(guò)所述第二體區(qū)(13bl)與所述第二源極區(qū)(14b)分開(kāi)，所述第二漂移區(qū)(12bl)在所述多邊形的所述一個(gè)邊處被連接到所述第一漂移區(qū)(12al)， 當(dāng)在垂直于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述碳化硅襯底(10)具有連接區(qū)(17)，所述連接區(qū)(17)被設(shè)置為包括所述一個(gè)邊的端部(C0)、所述第一體區(qū)(13al)的最靠近所述端部的頂點(diǎn)(C1)和所述第二體區(qū)(13bl)的最靠近所述端部的頂點(diǎn)(C2)，所述連接區(qū)(17)被電連接到所述第一體區(qū)(13al)和所述第二體區(qū)(13bl)兩者，所述連接區(qū)(17)具有所述第二導(dǎo)電類(lèi)型， 當(dāng)在平行于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)被設(shè)置在所述柵極絕緣膜(15)和所述連接區(qū)(17)之間， 在形成所述柵極絕緣膜(15)的步驟中，所述柵極絕緣膜(15)與所述第一源極區(qū)(14a)、所述第一體區(qū)(13al)、所述第一漂移區(qū)(12al)、所述第二源極區(qū)(14b)、所述第二體區(qū)(13bl)和所述第二漂移區(qū)(12bl)相接觸地形成在所述主表面(10a)上， 所述連接區(qū)(17)、所述第一體區(qū)(13al)和所述第二體區(qū)(13bl)通過(guò)離子注入形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中，所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)兩者通過(guò)外延生長(zhǎng)來(lái)形成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中 當(dāng)從所述連接區(qū)(17)看時(shí)，所述碳化硅襯底(10)進(jìn)一步包括下漂移區(qū)(12a3、12b3)，所述下漂移區(qū)(12a3、12b3)被定位成與所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)相反，并且被電連接到所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)兩者，并且 所述第一漂移區(qū)(12al)、所述第二漂移區(qū)(12bl)和所述下漂移區(qū)(12a3、12b3)在同一外延層形成步驟中形成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中，當(dāng)在垂直于所述主表面(10a)的方向上看時(shí)，所述連接區(qū)(17)具有與多邊形的外形一致的形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中，所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)中的每一個(gè)具有不大于lX1016cm3的雜質(zhì)濃度。6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中 制備所述碳化硅襯底(10)的步驟包括以下步驟:形成碳化硅外延層(12)，所述碳化硅外延層(12)具有所述主表面(10a)并且具有所述第一導(dǎo)電類(lèi)型； 通過(guò)執(zhí)行到所述主表面(10a)中的離子注入來(lái)形成被設(shè)置為與所述主表面(10a)隔開(kāi)的連接區(qū)(17);以及 通過(guò)執(zhí)行到所述主表面(10a)中的離子注入來(lái)形成所述第一體區(qū)(13al)和所述第二體區(qū)(13bl)，所述第一體區(qū)(13al)被電連接到所述連接區(qū)(17)，所述第二體區(qū)(13bl)被電連接到所述連接區(qū)(17)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中 制備所述碳化硅襯底(10)的步驟包括以下步驟:形成碳化硅外延層(12)，所述碳化硅外延層(12)具有所述主表面(10a)并且具有所述第一導(dǎo)電類(lèi)型； 通過(guò)執(zhí)行到所述主表面(10a)中的離子注入來(lái)形成所述第一體區(qū)(13al)和所述第二體區(qū)(13bl)，所述第一體區(qū)(13al)暴露在所述主表面(10a)處，所述第二體區(qū)(13bl)暴露在所述主表面(10a)處；以及 通過(guò)執(zhí)行到所述主表面(10a)中的離子注入來(lái)形成所述連接區(qū)(17)，所述連接區(qū)(17)被電連接到所述第一體區(qū)(13al)和所述第二體區(qū)(13bl)兩者，所述連接區(qū)(17)被設(shè)置為與所述主表面(10a)隔開(kāi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，其中，通過(guò)額外地執(zhí)行到所述碳化硅外延層(12)的所述主表面(10a)中的離子注入來(lái)形成所述第一漂移區(qū)(12al)和所述第二漂移區(qū)(12bl)兩者。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及制造碳化硅半導(dǎo)體器件(1)的方法，包括以下步驟。當(dāng)在垂直于主表面(10a)的方向上看時(shí)，碳化硅襯底(10)具有設(shè)置為包括一個(gè)邊的端部(C0)、第一體區(qū)(13a1)的最靠近該端部的頂點(diǎn)(C1)和第二體區(qū)(13b1)的最靠近該端部的頂點(diǎn)(C2)的連接區(qū)(17)，連接區(qū)被電連接到第一體區(qū)和第二體區(qū)兩者，連接區(qū)具有第二導(dǎo)電類(lèi)型。當(dāng)在平行于主表面的方向上看時(shí)，第一漂移區(qū)(12a1)和第二漂移區(qū)(12b1)設(shè)置在柵極絕緣膜(15)和連接區(qū)之間。連接區(qū)、第一體區(qū)和第二體區(qū)通過(guò)離子注入形成。因此，提供了通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝制造碳化硅半導(dǎo)體器件以實(shí)現(xiàn)緩和柵極絕緣膜中的電場(chǎng)集中的方法。
【IPC分類(lèi)】H01L21/336
【公開(kāi)號(hào)】CN105405765
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510450842
【發(fā)明人】日吉透
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月28日
【公告號(hào)】DE102015214797A1, US20160071949