絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的制造方法及絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】使絕緣柵型半導(dǎo)體裝置高耐壓化。一種制造在表面電極和背面電極之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的方法，具有：向柵極溝槽的底面注入第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)并使注入的第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)擴(kuò)散的工序、以及向外周溝槽的底面注入第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)并使注入的第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)擴(kuò)散的工序。
【專(zhuān)利說(shuō)明】絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的制造方法及絕緣柵型半導(dǎo)體裝置
[0001 ](關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的相互參照)
[0002]本申請(qǐng)是2013年12月26日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)卦?013-269264的關(guān)聯(lián)申請(qǐng)，且要求基于該日本專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并援引該日本專(zhuān)利申請(qǐng)中記載的全部的內(nèi)容作為構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的技術(shù)涉及一種絕緣柵型半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]在日本專(zhuān)利公開(kāi)2008-135522號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)I)中，公開(kāi)了一種絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其具有形成有MOS結(jié)構(gòu)的元件區(qū)以及該區(qū)周?chē)耐庵軈^(qū)。在元件區(qū)內(nèi)形成有多個(gè)柵極溝槽，并在柵極溝槽內(nèi)形成有柵極絕緣膜及柵電極。在露出于柵極溝槽的底面的范圍內(nèi)，形成有P型的底面圍繞區(qū)(以下，稱(chēng)為元件部底面圍繞區(qū))。在外周區(qū)內(nèi)，以包圍元件區(qū)的方式而形成有多條溝槽，并在各溝槽內(nèi)填充有絕緣層。在于外周區(qū)的各溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)，形成有P型的底面圍繞區(qū)(以下，稱(chēng)為外周部底面圍繞區(qū))ο當(dāng)MOSFET關(guān)閉時(shí)，在元件區(qū)內(nèi)，耗盡層從元件部底面圍繞區(qū)向漂移區(qū)內(nèi)延展。由此，促進(jìn)元件區(qū)內(nèi)的漂移區(qū)的耗盡化。此外，在外周區(qū)內(nèi)，耗盡層從外周部底面圍繞區(qū)向漂移區(qū)內(nèi)延展。由此，促進(jìn)外周區(qū)內(nèi)的漂移區(qū)的耗盡化。因此，使絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的耐壓提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明所要解決的課題
[0006]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置中，在元件區(qū)內(nèi)，耗盡層大致同時(shí)從各元件部底面圍繞區(qū)延展。因此，由于被夾在兩個(gè)元件部底面圍繞區(qū)之間的部分的漂移區(qū)從兩側(cè)起進(jìn)行耗盡化，因而容易被耗盡化。與此相對(duì)，在外周區(qū)內(nèi)，當(dāng)從元件區(qū)延展的耗盡層到達(dá)外周區(qū)內(nèi)的起始的外周部底面圍繞區(qū)(與元件區(qū)最接近的外周部底面圍繞區(qū))時(shí)，耗盡層從起始的外周部底面圍繞區(qū)朝向第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)(從元件區(qū)向第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū))延伸。在耗盡層到達(dá)第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)時(shí)，耗盡層從第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)朝向第三個(gè)外周部底面圍繞區(qū)延伸。如此，耗盡層經(jīng)由各外周部底面圍繞區(qū)而依次延展。因此，在被夾于兩個(gè)外周部底面圍繞區(qū)之間的部分的漂移區(qū)內(nèi)，僅從一側(cè)進(jìn)行耗盡化。因此，外周區(qū)難以被耗盡化。因此，希望實(shí)現(xiàn)外周區(qū)的進(jìn)一步的高耐壓化。
[0007]用于解決課題的方法
[0008]在本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的制造方法中，制造一種絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其具有:半導(dǎo)體基板;表面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的表面上；背面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的背面，并且，所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置在所述表面電極和所述背面電極之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)。所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有:第一導(dǎo)電型的第一區(qū)，其與所述表面電極連接;第二導(dǎo)電型的第二區(qū)，其與所述第一區(qū)相接;第一導(dǎo)電型的第三區(qū)，其通過(guò)所述第二區(qū)而與所述第一區(qū)分離;多個(gè)柵極溝槽，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上，并貫穿所述第二區(qū)而到達(dá)所述第三區(qū)；柵極絕緣膜以及柵電極，所述柵極絕緣膜以及所述柵電極被配置在所述柵極溝槽內(nèi)；第二導(dǎo)電型的第四區(qū)，其被形成在露出于所述柵極溝槽的底面的范圍內(nèi)；多個(gè)外周溝槽，所述多個(gè)外周溝槽在所述第二區(qū)的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上；絕緣層，其被配置在所述外周溝槽內(nèi)；第二導(dǎo)電型的第五區(qū)，其被形成在于所述外周溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)。該制造方法包括:形成所述柵極溝槽的工序、形成所述外周溝槽的工序、通過(guò)向所述柵極溝槽的底面注入第一 P型雜質(zhì)并使注入的所述第一 P型雜質(zhì)擴(kuò)散從而形成所述第四區(qū)的工序、通過(guò)向所述外周溝槽的底面注入第二 P型雜質(zhì)并使注入的所述第二 P型雜質(zhì)擴(kuò)散從而形成所述第五區(qū)的工序。形成所述第五區(qū)的工序中的所述第二 P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)大于形成所述第四區(qū)的工序中的所述第一 P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)。
[0009]另外，對(duì)于柵極溝槽和外周溝槽，可以先形成任何一個(gè)。此外，對(duì)于朝向柵極溝槽的底面的雜質(zhì)的注入與朝向外周溝槽的底面的雜質(zhì)的注入，可以先實(shí)施任何一個(gè)。此外，對(duì)于向柵極溝槽的底面注入的雜質(zhì)的擴(kuò)散與向外周溝槽的底面注入的雜質(zhì)的擴(kuò)散，既可以先實(shí)施任何一個(gè)，也可以同時(shí)實(shí)施二者。
[0010]在該方法中，形成第五區(qū)的工序中的第二P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)較大。因此，通過(guò)使第二P型雜質(zhì)向更廣的范圍擴(kuò)散，從而能夠形成寬度更寬的第五區(qū)。因此，能夠縮小各個(gè)第五區(qū)之間的間隔，使這些間隔更容易被耗盡化。因此，根據(jù)該方法，能夠使外周部的耐壓提高。另一方面，形成第四區(qū)的工序中的第一 P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)較小。因此，第一 P型雜質(zhì)的擴(kuò)散范圍縮小，由此而使第四區(qū)的寬度縮小。通過(guò)以這種方式縮小第四區(qū)的寬度，從而能夠確保各個(gè)第四區(qū)之間的間隔(即，電流路徑)較寬。由此，能夠降低絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)通電壓。
[0011 ]在上述的方法中，可以采用如下方式，即，所述第一P型雜質(zhì)為與所述第二P型雜質(zhì)不同的元素。
[0012]此外，在上述的方法中，可以采用如下方式，S卩，所述第一P型雜質(zhì)和所述第二P型雜質(zhì)為硼，在形成所述第四區(qū)的所述工序中，向所述柵極溝槽的底面注入硼和碳。
[0013]通過(guò)這些方法中的任意一種方法，均能夠?qū)⑿纬傻谖鍏^(qū)的工序中的第二P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)設(shè)為大于形成第四區(qū)的工序中的第一 P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)。
[0014]此外，在上述的任意一種方法中，也可以采用如下方式，S卩，在形成所述第五區(qū)的所述工序中，向所述外周溝槽的底面注入所述第二P型雜質(zhì)以及第三P型雜質(zhì)，所述第三P型雜質(zhì)與所述第二P型雜質(zhì)相比，在形成所述第四區(qū)的工序中的擴(kuò)散系數(shù)較小。
[0015]此外，在上述的任意一種方法中，也可以采用如下方式，S卩，在形成所述第五區(qū)的所述工序中，以使構(gòu)成所述外周溝槽的底面的半導(dǎo)體層的至少一部分發(fā)生非結(jié)晶化的濃度來(lái)注入所述第二 P型雜質(zhì)。
[0016]此外，在上述的任意一種方法中，也可以采用如下方式，S卩，在形成所述第五區(qū)的所述工序中，以I X 1018atomS/Cm3以上的濃度向所述外周溝槽的底面注入所述第二P型雜質(zhì)。
[0017]通過(guò)這些方法中的任意一種方法，能夠?qū)⒌谖鍏^(qū)中的外周溝槽的底面周邊的區(qū)的P型雜質(zhì)濃度提高。由此，能夠?qū)υ谕庵軠喜鄣牡酌娓浇a(chǎn)生較高的電場(chǎng)的情況進(jìn)行抑制。
[0018]在上述的任意一種方法中，也可以采用如下方式，S卩，各個(gè)所述第五區(qū)之間的間隔在各個(gè)所述各第四區(qū)之間的間隔的二分之一以下。
[0019]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，會(huì)先于外周部而在元件部處產(chǎn)生雪崩擊穿。由于元件部的雪崩耐量較高，因此通過(guò)在元件部中先產(chǎn)生雪崩擊穿，從而提高絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的耐壓。
[0020]此外，本說(shuō)明書(shū)提出了一種新的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置。該絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有:半導(dǎo)體基板;表面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的表面上;背面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的背面上，并且，所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置在所述表面電極和所述背面電極之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)。該絕緣柵型半導(dǎo)體裝置還具有:第一導(dǎo)電型的第一區(qū)，其與所述表面電極連接;第二導(dǎo)電型的第二區(qū)，其與所述第一區(qū)相接;第一導(dǎo)電型的第三區(qū)，其通過(guò)所述第二區(qū)而從所述第一區(qū)分離；多個(gè)柵極溝槽，所述多個(gè)柵極溝槽被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上，并貫穿所述第一區(qū)和所述第二區(qū)，到達(dá)所述第三區(qū)；柵極絕緣膜以及柵電極，所述柵極絕緣膜以及所述柵電極被配置在所述柵極溝槽內(nèi)；第二導(dǎo)電型的第四區(qū)，其被形成在于所述柵極溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)；多個(gè)外周溝槽，所述多個(gè)外周溝槽在與所述第二區(qū)不相接的位置處被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上；絕緣層，其被配置在所述外周溝槽內(nèi)；第二導(dǎo)電型的第五區(qū)，其被形成在露出于所述外周溝槽的底面的范圍內(nèi)。所述第五區(qū)的寬度寬于所述第四區(qū)的寬度?？梢圆捎萌缦路绞?，即，被包含在所述第四區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)為，與被包含在所述第五區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)不同的元素?？梢圆捎萌缦路绞?，即，被包含在所述第四區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)和被包含在所述第五區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)均為硼，在所述第四區(qū)內(nèi)還包含碳?？梢圆捎萌缦路绞剑?，在所述第五區(qū)內(nèi)包含有第一特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)和第二特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，所述第二特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)與所述第一特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)相比而在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)較小?？梢圆捎萌缦路绞?，即，所述外周溝槽的底面的至少一部分為非結(jié)晶層?？梢圆捎萌缦路绞剑?，所述外周溝槽的底面至少一部分以在lX1018atomS/Cm3以上的濃度而含有第二導(dǎo)電型雜質(zhì)?？梢圆捎萌缦路绞?，即，各個(gè)所述第五區(qū)之間的間隔小于各個(gè)所述第四區(qū)之間的間隔的二分之一。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的耐壓提高。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為半導(dǎo)體裝置10的俯視圖。
[0022]圖2為圖1的Π— Π線(xiàn)的半導(dǎo)體裝置10的縱剖視圖。
[0023]圖3為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0024]圖4為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0025]圖5為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0026]圖6為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0027]圖7為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0028]圖8為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0029]圖9為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有p型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0030]圖10為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
[0031]圖11為表示以高濃度注入了B的情況下的B的擴(kuò)散情況的曲線(xiàn)圖。
[0032]圖12為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖(形成有P型浮動(dòng)區(qū)32和底面區(qū)56的區(qū)域的放大剖視圖)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例
[0034]圖1所示的半導(dǎo)體裝置10具有由SiC組成的半導(dǎo)體基板12。半導(dǎo)體基板12具有單元區(qū)20和外周區(qū)50。單元區(qū)20內(nèi)形成有M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor:金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。外周區(qū)50為單元區(qū)20與導(dǎo)體基板12的端面12a之間的區(qū)。
[0035]如圖2所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成有表面電極14和絕緣層16。絕緣層16對(duì)外周區(qū)50內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的表面進(jìn)行覆蓋。表面電極14在單元區(qū)20內(nèi)與半導(dǎo)體基板12相接。換言之，表面電極14與半導(dǎo)體基板12相接的接觸區(qū)的下側(cè)的區(qū)為單元區(qū)20，與接觸區(qū)相比靠外周側(cè)(端面12a側(cè))的區(qū)為外周區(qū)50。在半導(dǎo)體基板12的背面形成有背面電極18。背面電極18覆蓋半導(dǎo)體基板12的大致全部背面。
[0036]在單元區(qū)20內(nèi)形成有源極區(qū)22、體接觸區(qū)24、體區(qū)26、漂移區(qū)28、漏極區(qū)30、p型浮動(dòng)區(qū)32以及柵極溝槽34。
[0037]源極區(qū)22為以高濃度包含η型雜質(zhì)的η型區(qū)。源極區(qū)22被形成在于半導(dǎo)體基板12的上表面上露出的范圍內(nèi)。源極區(qū)22相對(duì)于表面電極14而歐姆連接。
[0038]體接觸區(qū)24為以高濃度包含P型雜質(zhì)的P型區(qū)。體接觸區(qū)24以于半導(dǎo)體基板12的上表面上露出的方式而被形成在未形成有源極區(qū)22的位置。體接觸區(qū)24相對(duì)于表面電極14而歐姆連接。
[0039]體區(qū)26為以低濃度包含P型雜質(zhì)的P型區(qū)。體區(qū)26的P型雜質(zhì)濃度低于體接觸區(qū)24的P型雜質(zhì)濃度。體區(qū)26被形成在源極區(qū)22以及體接觸區(qū)24的下側(cè)，并與這兩個(gè)區(qū)相接。
[0040]漂移區(qū)28為以低濃度包含η型雜質(zhì)的η型區(qū)。漂移區(qū)28的η型雜質(zhì)濃度低于源極區(qū)22的η型雜質(zhì)濃度。漂移區(qū)28被形成在體區(qū)26的下側(cè)。漂移區(qū)28與體區(qū)26相接，并通過(guò)體區(qū)26而與源極區(qū)22分離。
[0041]漏極區(qū)30為以高濃度包含η型雜質(zhì)的η型區(qū)。漏極區(qū)30的η型雜質(zhì)濃度高于漂移區(qū)28的η型雜質(zhì)濃度。漏極區(qū)30被形成在漂移區(qū)28的下側(cè)。漏極區(qū)30與漂移區(qū)28相接，并通過(guò)漂移區(qū)28而與體區(qū)26分離。漏極區(qū)30被形成在于半導(dǎo)體基板12的下表面上露出的范圍內(nèi)。漏極區(qū)30相對(duì)于背面電極18而歐姆連接。
[0042]如圖1、2所示，在單元區(qū)20內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的上表面上，形成有多個(gè)柵極溝槽34。各個(gè)柵極溝槽34在半導(dǎo)體基板12的表面以相互平行且呈直線(xiàn)狀的方式延伸。各個(gè)柵極溝槽34以貫穿源極區(qū)22和體區(qū)26而到達(dá)漂移區(qū)28的方式被形成。在各個(gè)柵極溝槽34內(nèi)形成有底部絕緣層34a、柵極絕緣膜34b以及柵電極34c。底部絕緣層34a為被形成在柵極溝槽34的底部的較厚的絕緣層。底部絕緣層34a的上側(cè)的柵極溝槽34的側(cè)面被柵極絕緣膜34b覆蓋。底部絕緣層34a的上側(cè)的柵極溝槽34內(nèi)形成有柵電極34c。柵電極34c隔著柵極絕緣膜34b而與源極區(qū)22、體區(qū)26以及漂移區(qū)28對(duì)置。柵電極34c通過(guò)柵極絕緣膜34b以及底部絕緣層34a而與半導(dǎo)體基板12絕緣。柵電極34c的上表面被絕緣層34d覆蓋。通過(guò)絕緣層34d，從而使柵電極34c與表面電極14絕緣。
[0043]P型浮動(dòng)區(qū)32被形成在半導(dǎo)體基板12內(nèi)且與各柵極溝槽34的底面相接的范圍內(nèi)。各個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32的周?chē)黄茀^(qū)28包圍。各個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32通過(guò)漂移區(qū)28而相互分離。
[0044]在外周區(qū)50內(nèi)的露出于半導(dǎo)體基板12的表面的范圍內(nèi)，形成有P型的表面區(qū)51。表面區(qū)51擴(kuò)大至與體區(qū)26大致相同的深度。上述的漂移區(qū)28及漏極區(qū)30擴(kuò)大到外周區(qū)50。漂移區(qū)28和漏極區(qū)30擴(kuò)大到半導(dǎo)體基板12的端面12a。漂移區(qū)28從下側(cè)與表面區(qū)51相接。
[0045]在外周區(qū)50內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的上表面上，形成有多個(gè)外周溝槽54。各個(gè)外周溝槽54以貫穿表面區(qū)51而達(dá)到漂移區(qū)28的方式被形成。在各個(gè)外周溝槽54內(nèi)形成有絕緣層53。如圖1所示，在從上側(cè)觀察半導(dǎo)體基板12時(shí)，各個(gè)外周溝槽54被形成為繞單元區(qū)20的周?chē)恢艿沫h(huán)狀。各個(gè)外周溝槽54以相互間隔距離的方式被形成。表面區(qū)51通過(guò)外周溝槽54而與體區(qū)26(8卩，與表面電極14導(dǎo)通的P型區(qū))分離。此外，各個(gè)表面區(qū)51通過(guò)各個(gè)外周溝槽54而相互分離。
[0046]在半導(dǎo)體基板12內(nèi)且與各外周溝槽54的底面相接的范圍內(nèi)，形成有P型的底面區(qū)56。底面區(qū)56以覆蓋外周溝槽54的底面整體的方式沿著外周溝槽54而被形成。各個(gè)底面區(qū)56的周?chē)黄茀^(qū)28包圍。各個(gè)底面區(qū)56通過(guò)漂移區(qū)28而相互分離。如附圖所示，各個(gè)底面區(qū)56的寬度Wl與各個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32的寬度W2相比而較寬。在此，底面區(qū)56的寬度Wl是指橫穿外周溝槽54的方向(S卩，外周溝槽54的寬度方向)上的底面區(qū)56的尺寸。此外，P型浮動(dòng)區(qū)32的寬度W2是指橫穿柵極溝槽34的方向(S卩，柵極溝槽34的寬度方向)上的P型浮動(dòng)區(qū)32的尺寸。
[0047]接下來(lái)，對(duì)半導(dǎo)體裝置10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在使半導(dǎo)體裝置10進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，向背面電極18與表面電極14之間施加使背面電極18成為正極的電壓。而且，通過(guò)對(duì)柵電極34c施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓，從而使單元區(qū)20內(nèi)的MOSFET導(dǎo)通。即，在與柵電極34c對(duì)置的位置的體區(qū)26內(nèi)形成溝道，電子從表面電極14經(jīng)由源極區(qū)22、溝道、漂移區(qū)28、漏極區(qū)30而向背面電極18流動(dòng)。此時(shí)，電子以穿過(guò)位于兩個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32之間的漂移區(qū)28b的方式流動(dòng)。在半導(dǎo)體裝置10中，各個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32的寬度W2變窄，由此使漂移區(qū)28b的寬度W4變寬。如此，由于確保流通有電流的漂移區(qū)28b的寬度較寬，因此MOSFET的導(dǎo)通電壓較低。
[0048]在停止朝向柵電極34c施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓時(shí)，溝道消失，MOSFET截?cái)?。?dāng)MOSFET截?cái)鄷r(shí)，耗盡層從體區(qū)26與漂移區(qū)28的邊界部的pn結(jié)處向漂移區(qū)28內(nèi)延展。在耗盡層到達(dá)單元區(qū)20內(nèi)的P型浮動(dòng)區(qū)32時(shí)，耗盡層也從P型浮動(dòng)區(qū)32向漂移區(qū)28內(nèi)延展。因此，耗盡層從兩側(cè)的P型浮動(dòng)區(qū)32向位于兩個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32之間的漂移區(qū)28b延展。如此，通過(guò)耗盡層在單元區(qū)20內(nèi)擴(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)單元區(qū)20內(nèi)的較高的耐壓。
[0049]另外，如上文所述，位于兩個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32之間的漂移區(qū)28b的寬度W4較寬。然而，如上文所述，漂移區(qū)28b從兩側(cè)被耗盡化。因此，即使漂移區(qū)28b的寬度W4較寬，漂移區(qū)28b也比較容易被耗盡化。
[0050]此外，上述的從pn結(jié)開(kāi)始延伸的耗盡層到達(dá)位于最靠單元區(qū)20側(cè)的外周溝槽54的下側(cè)的底面區(qū)56a內(nèi)。如此一來(lái)，耗盡層從底面區(qū)56a向外周側(cè)的底面區(qū)56b延伸。在耗盡層到達(dá)底面區(qū)56b時(shí)，耗盡層從該底面區(qū)56b向外周側(cè)的底面區(qū)556c延伸。如此，在外周區(qū)50內(nèi)，耗盡層經(jīng)由各個(gè)底面區(qū)56而順序地向外周側(cè)擴(kuò)展，從而使耗盡層延伸到最靠外周側(cè)的底面區(qū)56d內(nèi)。通過(guò)如此使耗盡層擴(kuò)展到外周區(qū)50內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)外周區(qū)50內(nèi)的較高的耐壓。另外，由于在外周區(qū)50內(nèi)耗盡層以這種方式擴(kuò)展，因此位于兩個(gè)底面區(qū)56之間的漂移區(qū)28a僅從單側(cè)(單元區(qū)20側(cè))被耗盡化。然而，漂移區(qū)28a的寬度W3變窄，由此，漂移區(qū)28a切實(shí)地被耗盡化。
[0051 ] 在本實(shí)施例中，漂移區(qū)28a的寬度W3小于漂移區(qū)28b的寬度W4的二分之一。因此，漂移區(qū)28a先于漂移區(qū)28b被耗盡化。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠在向半導(dǎo)體裝置10施加過(guò)大的電壓時(shí)，于單元區(qū)20內(nèi)產(chǎn)生雪崩擊穿。即，外周區(qū)50由于面積較小而電流路徑較小，從而容易在產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)使雪崩電流的密度升高。因此，外周區(qū)50的雪崩耐量較低。與此相對(duì)，單元區(qū)20由于面積較廣而使電流路徑較寬，從而即使產(chǎn)生雪崩擊穿，雪崩電流的密度也會(huì)降低。因此，與外周區(qū)50相比，單元區(qū)20的雪崩耐量較高。因此，通過(guò)如上文那樣設(shè)置為在單元區(qū)20內(nèi)產(chǎn)生雪崩擊穿，從而能夠使作為半導(dǎo)體裝置10整體的耐雪崩量提高。
[0052]接下來(lái)，對(duì)半導(dǎo)體裝置10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。另外，由于本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的制造方法在形成P型浮動(dòng)區(qū)32以及底面區(qū)56的工序中具有特征，因此，在下文中主要對(duì)形成這兩區(qū)的工序進(jìn)行說(shuō)明。本說(shuō)明書(shū)提出實(shí)施例1?4的制造方法。
[0053]實(shí)施例1
[0054]在實(shí)施例1的制造方法中，首先，如圖3所示，通過(guò)外延生長(zhǎng)、離子注入等，在半導(dǎo)體基板12上形成源極區(qū)22、體接觸區(qū)24、體區(qū)26以及表面區(qū)51。接下來(lái)，如圖4所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成具有開(kāi)口的掩膜60(例如氧化膜)，通過(guò)利用各向異性蝕刻對(duì)開(kāi)口內(nèi)的半導(dǎo)體基板12進(jìn)行蝕刻，從而形成柵極溝槽34。此時(shí)，柵極溝槽34的側(cè)面成為呈錐狀傾斜的形狀。接下來(lái)，如圖5所示，通過(guò)CVD(Chemical Vapor Deposit1n:化學(xué)氣相沉積)法或熱氧化法而在柵極溝槽34的內(nèi)表面形成保護(hù)膜66(氧化膜)。
[0055](第一注入工序)
[0056]接下來(lái)，如圖6所示，朝向半導(dǎo)體基板12照射Al(鋁)。被照射出的Al貫穿柵極溝槽34的底面的保護(hù)膜66，而被注入到柵極溝槽34的底面。此外，通過(guò)保護(hù)膜66來(lái)防止Al被注入到柵極溝槽34的側(cè)面上。因此，Al僅被注入到柵極溝槽34的底面上。之后，去除掩膜60和保護(hù)膜66。
[0057]接下來(lái)，如圖7所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成具有開(kāi)口的掩膜61(例如氧化膜)，并通過(guò)利用各向異性蝕刻對(duì)開(kāi)口內(nèi)的半導(dǎo)體基板12進(jìn)行蝕刻，從而形成外周溝槽54。此時(shí)，外周溝槽54的側(cè)面成為呈錐狀傾斜的形狀。接下來(lái)，如圖8所示，通過(guò)CVD法或熱氧化法而在外周溝槽54的內(nèi)表面形成保護(hù)膜67(氧化膜)。
[0058](第二注入工序)
[0059]接下來(lái)，如圖9所示，向半導(dǎo)體基板12照射B(硼)。被照射出的B貫穿外周溝槽54的底面的保護(hù)膜67，而被注入到外周溝槽54的底面上。此外，通過(guò)保護(hù)膜67來(lái)防止B被注入到外周溝槽54的側(cè)面上。因此，B僅被注入到外周溝槽54的底面上。之后，去除掩膜61和保護(hù)膜67ο
[0060](活化退火工序)
[0061]接下來(lái)，利用1600°C以上的溫度對(duì)半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火。由此，使被注入到半導(dǎo)體基板12內(nèi)的Al和B活化。由此，如圖10所示，在柵極溝槽34的底面的周?chē)纬蒔型浮動(dòng)區(qū)32，并且在外周溝槽54的底面的周?chē)纬傻酌鎱^(qū)56。在此，在半導(dǎo)體基板12(8卩，SiC)中，B的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于Al的擴(kuò)散系數(shù)。因此，在活性退火工序中，B的擴(kuò)散距離大于Al的擴(kuò)散距離。因此，如圖10所示，底面區(qū)56(8卩，B的擴(kuò)散范圍)的尺寸大于P型浮動(dòng)區(qū)32(8卩，Al的擴(kuò)散范圍)的尺寸。因此，底面區(qū)56的寬度Wl與P型浮動(dòng)區(qū)32的寬度W2相比而較寬，兩個(gè)底面區(qū)56之間的間隔W3與兩個(gè)P型浮動(dòng)區(qū)32之間的間隔W4相比而較窄。之后，通過(guò)形成需要的結(jié)構(gòu)(圖1所示的溝槽柵極構(gòu)造、絕緣層16、表面電極14、漏極區(qū)30以及背面電極18)，從而完成圖1所示的半導(dǎo)體裝置10。
[0062]如以上所說(shuō)明的那樣，在實(shí)施例1的制造方法中，一方面以向外周溝槽54的底面注入擴(kuò)散系數(shù)較大的B的方式形成寬度Wl較寬的底面區(qū)56，另一方面以向柵極溝槽34的底面注入擴(kuò)散系數(shù)較小的Al的方式形成寬度W2較窄的P型浮動(dòng)區(qū)32。如此，通過(guò)在底面區(qū)56和P型浮動(dòng)區(qū)32分開(kāi)使用注入的P型雜質(zhì)，從而能夠?qū)⒌酌鎱^(qū)56的寬度寬于P型浮動(dòng)區(qū)32的寬度。由此，能夠在外周區(qū)50內(nèi)通過(guò)縮小底面區(qū)56之間的寬度W3而使耐壓提高，并且通過(guò)確保單元區(qū)20中的電流路徑的寬度W4較寬而使MOSFET的導(dǎo)通電壓提高。
[0063]另外，即使縮小外周溝槽54之間的間隔，也可能會(huì)縮小底面區(qū)56之間的間隔W3。然而，由于外周溝槽54的加工精度所帶來(lái)的限制，會(huì)在縮小外周溝槽54之間的間隔時(shí)存在極限。與此相對(duì)，根據(jù)上述的實(shí)施例1的方法，由于利用B的擴(kuò)散來(lái)縮小底面區(qū)56之間的間隔W3，因此能夠與外周溝槽54的加工精度所帶來(lái)的限φ嘸關(guān)地縮小間隔W3。另外，通過(guò)在限制的范圍內(nèi)盡量縮小外周溝槽54之間的間隔，且通過(guò)B的注入而形成底面區(qū)56，從而有可能會(huì)進(jìn)一步縮小寬度W3。
[0064]實(shí)施例2
[0065]在實(shí)施例2的制造方法中，上述的第一注入工序與實(shí)施例1的制造方法不同。其他的工序與實(shí)施例1的制造方法相同。
[0066]在實(shí)施例2的第一注入工序中，向柵極溝槽34的底面注入C(碳)，接著，向柵極溝槽34的底面注入B。另外，在第一注入工序中，優(yōu)選為，以與B相比而較高的濃度注入C。此外，在第一注入工序中，也可以在注入C之前注入B。在第二注入工序中，與實(shí)施例1的制造方法同樣地向外周溝槽54的底面注入BX未被注入到外周溝槽54的底面上。在活化退火工序中，以與實(shí)施例1的制造方法同樣的方式對(duì)半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火，并使被注入到半導(dǎo)體基板12內(nèi)的B擴(kuò)散。在此，被注入到外周溝槽54的底面上的B以與實(shí)施例1同樣的方式較寬地?cái)U(kuò)散。與此相對(duì)，被注入到柵極溝槽34的底面上的B并未以這種程度而較寬地?cái)U(kuò)散。這是由于在注入有C的SiC區(qū)內(nèi)，B的擴(kuò)散系數(shù)較低的原因。因此，如圖10所示，在外周溝槽54的底面的周?chē)纬捎袑挾萕l較寬的底面區(qū)56，在柵極溝槽34的底面的周?chē)纬捎袑挾萕2較窄的P型浮動(dòng)區(qū)32。
[0067]另外，在實(shí)施例2的第一注入工序中，優(yōu)選為，將注入C的范圍設(shè)為與注入B的范圍相比而較寬。通過(guò)以這種方式注入C，從而能夠更有效地抑制活化退火工序中的B的擴(kuò)散。
[0068]此外，在實(shí)施例2的第二注入工序中，也可以向外周溝槽54的底面注入B和C。在這種結(jié)構(gòu)中，只要被注入到外周溝槽54的底面上的C的濃度低于被注入到柵極溝槽34的底面上的C的濃度，則外周溝槽54的底面附近的B的擴(kuò)散距離也會(huì)長(zhǎng)于柵極溝槽34的底面附近的B的擴(kuò)散距離。因此，能夠?qū)⒌酌鎱^(qū)56形成為寬度與P型浮動(dòng)區(qū)32相比而較寬。
[0069]實(shí)施例3
[0070]在實(shí)施例3的制造方法中，上述的第二注入工序與實(shí)施例1的制造方法不同。其他的工序與實(shí)施例1的制造方法等同。
[0071]在實(shí)施例3的第二注入工序中，以極高濃度向外周溝槽54的底面注入B。具體而言，以構(gòu)成外周溝槽54的底面的半導(dǎo)體層的至少一部分含有I X 1018atoms/cm3以上的濃度的B的方式注入B。在如此以高濃度注入B時(shí)，在以高濃度注入B的區(qū)內(nèi)產(chǎn)生極多的結(jié)晶缺陷。根據(jù)情況，以高濃度注入B的區(qū)會(huì)發(fā)生非結(jié)晶化。其結(jié)果為，在以高濃度注入B的區(qū)中，B的擴(kuò)散系數(shù)降低。
[0072]圖11表示向由SiC組成的半導(dǎo)體基板的較淺的區(qū)域(更詳細(xì)而言，淺于100nm的區(qū))內(nèi)注入B時(shí)的B的濃度分布。在圖11中，曲線(xiàn)A表示剛剛注入B之后的濃度分布。此外，曲線(xiàn)B?E表示在所對(duì)應(yīng)的溫度內(nèi)實(shí)施了30分鐘的退火之后的濃度分布。另外，在圖11中，曲線(xiàn)D和曲線(xiàn)E重疊。在曲線(xiàn)A中，B僅分布在淺于100nm的區(qū)域內(nèi)。如曲線(xiàn)B?E所示，在實(shí)施熱処理時(shí)，B的分布范圍向較深的方向延展。這表示B在SiC中擴(kuò)散了。但是，通過(guò)對(duì)曲線(xiàn)A和曲線(xiàn)B?E進(jìn)行比較可明知，在B的濃度為I X 1018atoms/cm3以上的區(qū)域內(nèi)，在曲線(xiàn)A?E中，B的濃度幾乎不發(fā)生變化。這意味著在含有I X 1018atomS/Cm3以上的高濃度的B的區(qū)域內(nèi)，B難以擴(kuò)散。由于在含有I X 1018atoms/cm3以上的高濃度的B的區(qū)域內(nèi)，缺陷極多，因此可知B的擴(kuò)散系數(shù)變小。
[0073]在實(shí)施例3的制造方法中，在第二注入工序中以高濃度向外周溝槽54的底面注入B，之后實(shí)施活化退火工序。如此，由于在外周溝槽54的底面附近的以高濃度含有B的區(qū)域內(nèi)，B不太擴(kuò)散，因此外周溝槽54的底面附近殘留有B的濃度較高的區(qū)域。由此，形成圖12所示的高濃度底面區(qū)57。此外，在高濃度底面區(qū)57的周?chē)?，通過(guò)使B較寬地?cái)U(kuò)散，從而形成低濃度底面區(qū)58。另外，更具體而言，高濃度底面區(qū)57為，含有l(wèi)X1018atomS/Cm3以上的濃度的B的區(qū)，低濃度底面區(qū)58為，含有小于lX1018atomS/Cm3的濃度的B的區(qū)。另外，高濃度底面區(qū)57也可以是非結(jié)晶化的區(qū)。如此，如果在外周溝槽54的底面附近形成高濃度底面區(qū)57，則能夠防止在耗盡層向外周區(qū)50內(nèi)伸展時(shí)耗盡層到達(dá)外周溝槽54的底面上的情況。由此，能夠?qū)υ谕庵軠喜?4的底面附近產(chǎn)生較高的電場(chǎng)的情況進(jìn)行抑制。此外，通過(guò)使低濃度底面區(qū)58較寬地分布，從而使底面區(qū)56的寬度Wl變寬，實(shí)現(xiàn)外周區(qū)50的耐壓的提高。
[0074]實(shí)施例4
[0075]在實(shí)施例4的制造方法中，上述的第二注入工序與實(shí)施例1的制造方法不同。其他的工序與實(shí)施例1的制造方法等同。
[0076]在實(shí)施例4的第二注入工序中，向外周溝槽54的底面注入B，接著，向外周溝槽54的底面注入Al。另外，也可以先注入Al，然后再注入B。在活化退火工序中，以與實(shí)施例1的制造方法同樣的方式對(duì)半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火，并使被注入到半導(dǎo)體基板12內(nèi)的P型雜質(zhì)(SP，B和Al)擴(kuò)散。在此，在外周溝槽54的底面附近，B從底面向其周?chē)^寬地?cái)U(kuò)散，相對(duì)于此，Al由于難以擴(kuò)散而滯留在底面的附近。因此，如圖12所示，在外周溝槽54的底面的周?chē)?，形成有P型雜質(zhì)濃度較高的高濃度底面區(qū)57，在該高濃度底面區(qū)57的周?chē)?，形成有P型雜質(zhì)濃度較低的低濃度底面區(qū)58。在實(shí)施例4中，高濃度底面區(qū)57為Al大量存在的區(qū)域，低濃度底面區(qū)58為B大量存在的區(qū)域。因此，即使在通過(guò)實(shí)施例4的制造方法而被制造出的半導(dǎo)體裝置10中，也能夠在耗盡層向外周區(qū)50擴(kuò)展時(shí)防止耗盡層到達(dá)外周溝槽54的底面上。由此，能夠?qū)υ谕庵軠喜?4的底面附近產(chǎn)生較高的電場(chǎng)的情況進(jìn)行抑制。
[0077]如以上所說(shuō)明的那樣，在實(shí)施例1?4的制造方法中，以如下方式對(duì)與P型雜質(zhì)及與P型雜質(zhì)一起注入的元素進(jìn)行選擇，即，對(duì)于活化退火工序中的P型雜質(zhì)的擴(kuò)散距離，與被注入到柵極溝槽34的底面上的P型雜質(zhì)相比，被注入到外周溝槽54的底面上的P型雜質(zhì)的擴(kuò)散距離較長(zhǎng)。由此，實(shí)現(xiàn)使底面區(qū)56形成為寬度與P型浮動(dòng)區(qū)32相比而較寬。另外，在上述的實(shí)施例I?4中，也可以取代Al而將Ga(鈣)或In(銦)作為P型雜質(zhì)來(lái)使用。由于Ga、In在SiC中的擴(kuò)散距離較短，因此能夠以與Al同樣的方式來(lái)使用。此外，Al、Ga、In的擴(kuò)散距離短于注入了B和C的情況下的B的擴(kuò)散距離。因此，也可以在第一注入工序中，將Al、Ga或In注入到柵極溝槽34的底面上，而在第二注入工序中向外周溝槽54的底面注入C和B。此外，也可以將實(shí)施例
3、4的第二注入工序應(yīng)用到實(shí)施例2中。
[0078]另外，雖然在上述的實(shí)施例中，使用了SiC制的半導(dǎo)體基板，但也可以使用其他的半導(dǎo)體基板。但是，在SiC制的半導(dǎo)體基板中，B的擴(kuò)散系數(shù)與其他的P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)相比而極大。因此，通過(guò)將實(shí)施例應(yīng)用在SiC制的半導(dǎo)體基板上，從而能夠?qū)型浮動(dòng)區(qū)32的寬度設(shè)置為最小限度，并將底面區(qū)56的寬度充分?jǐn)U大。
[0079]此外，雖然在上述的實(shí)施例中對(duì)MOSFET的制造方法進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以將上述技術(shù)應(yīng)用到IGBT等其他的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的制造工序中。
[0080]此外，雖然在上述的實(shí)施例中，于柵極溝槽34的下端形成有P型浮動(dòng)區(qū)32，但也可以取代P型浮動(dòng)區(qū)32而形成與預(yù)定的電位連接的P型區(qū)。
[0081]以上，雖然對(duì)本發(fā)明的具體例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但這些只不過(guò)是例示，并不是對(duì)權(quán)利要求的范圍進(jìn)行限定的內(nèi)容。在權(quán)利要求書(shū)中所記載的技術(shù)中，包括對(duì)以上所例示的具體例進(jìn)行各種變形、變更的技術(shù)。
[0082]本說(shuō)明書(shū)或附圖中所說(shuō)明的技術(shù)要素為通過(guò)單獨(dú)或各種的組合而發(fā)揮技術(shù)有用性的要素，并不限定于申請(qǐng)時(shí)權(quán)利要求記載的組合。此外，本說(shuō)明書(shū)或附圖中所例示的技術(shù)為同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目的的技術(shù)，且為實(shí)現(xiàn)其中的一個(gè)目的本身就具有技術(shù)有用性的技術(shù)。
[0083]符號(hào)說(shuō)明
[0084]10:半導(dǎo)體裝置；
[0085]12:半導(dǎo)體基板；
[0086]14:表面電極；
[0087]16:絕緣層；
[0088]18:背面電極；
[0089]20:單元區(qū)；
[0090]22:源極區(qū)；
[0091]24:體接觸區(qū)；
[0092]26:體區(qū)；
[0093]28:漂移區(qū)；
[0094]30:漏極區(qū)；
[0095]32: p型浮動(dòng)區(qū)；
[0096]34:柵極溝槽；
[0097]34a:底部絕緣層；
[0098]34b:柵極絕緣膜；
[0099]34c:柵電極；
[0100]34d:絕緣層；
[0101]50:外周區(qū)；
[0102]51:表面區(qū)；
[0103]53:絕緣層；
[0104]54:外周溝槽；
[0105]56:底面區(qū)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，其為制造絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的方法，所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有:半導(dǎo)體基板;表面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的表面上;背面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的背面，并且，所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置在所述表面電極和所述背面電極之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)， 其中， 所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有: 第一導(dǎo)電型的第一區(qū)，其與所述表面電極連接； 第二導(dǎo)電型的第二區(qū)，其與所述第一區(qū)相接； 第一導(dǎo)電型的第三區(qū)，其通過(guò)所述第二區(qū)而與所述第一區(qū)分離； 多個(gè)柵極溝槽，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上，并貫穿所述第二區(qū)而到達(dá)所述第三區(qū)； 柵極絕緣膜以及柵電極，所述柵極絕緣膜以及所述柵電極被配置在所述柵極溝槽內(nèi)； 第二導(dǎo)電型的第四區(qū)，其被形成在于所述柵極溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)； 多個(gè)外周溝槽，所述多個(gè)外周溝槽在所述第二區(qū)的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上； 絕緣層，其被配置在所述外周溝槽內(nèi)； 第二導(dǎo)電型的第五區(qū)，其被形成在于所述外周溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)， 所述方法具有: 形成所述柵極溝槽的工序； 形成所述外周溝槽的工序； 通過(guò)向所述柵極溝槽的底面注入第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，并使注入的所述第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)擴(kuò)散，從而形成所述第四區(qū)的工序； 通過(guò)向所述外周溝槽的底面注入第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，并使注入的所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)擴(kuò)散，從而形成所述第五區(qū)的工序， 形成所述第五區(qū)的工序中的所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)大于形成所述第四區(qū)的工序中的所述第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)為與所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)不同的元素。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述第一第二導(dǎo)電型雜質(zhì)和所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)為硼， 在形成所述第四區(qū)的所述工序中，向所述柵極溝槽的底面注入硼和碳。4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 在形成所述第五區(qū)的所述工序中，向所述外周溝槽的底面注入所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)以及第三第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，所述第三第二導(dǎo)電型雜質(zhì)與所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)相比而在形成所述第四區(qū)的工序中的擴(kuò)散系數(shù)較小。5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 在形成所述第五區(qū)的所述工序中，以如下濃度注入所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，所述濃度為，使構(gòu)成所述外周溝槽的底面的半導(dǎo)體層的至少一部分發(fā)生非結(jié)晶化的濃度。6.如權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 在形成所述第五區(qū)的所述工序中，以I X 1018atomS/Cm3以上的濃度向所述外周溝槽的底面注入所述第二第二導(dǎo)電型雜質(zhì)。7.如權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 各個(gè)所述第五區(qū)之間的間隔小于各個(gè)所述第四區(qū)之間的間隔的二分之一。8.—種絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，具有:半導(dǎo)體基板;表面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的表面上；背面電極，其被形成在所述半導(dǎo)體基板的背面上，并且，所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置在所述表面電極和所述背面電極之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)， 其中， 所述絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有: 第一導(dǎo)電型的第一區(qū)，其與所述表面電極連接； 第二導(dǎo)電型的第二區(qū)，其與所述第一區(qū)相接； 第一導(dǎo)電型的第三區(qū)，其通過(guò)所述第二區(qū)而與所述第一區(qū)分離； 多個(gè)柵極溝槽，所述多個(gè)柵極溝槽被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上，并貫穿所述第一區(qū)和所述第二區(qū)而到達(dá)所述第三區(qū)； 柵極絕緣膜以及柵電極，所述柵極絕緣膜以及所述柵電極被配置在所述柵極溝槽內(nèi)； 第二導(dǎo)電型的第四區(qū)，其被形成在于所述柵極溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)； 多個(gè)外周溝槽，所述多個(gè)外周溝槽在與所述第二區(qū)不相接的位置處被形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面上； 絕緣層，其被配置在所述外周溝槽內(nèi)； 第二導(dǎo)電型的第五區(qū)，其被形成在于所述外周溝槽的底面上露出的范圍內(nèi)， 所述第五區(qū)的寬度寬于所述第四區(qū)的寬度。9.如權(quán)利要求8所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 被包含在所述第四區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)為，與被包含在所述第五區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)不同的元素。10.如權(quán)利要求8所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 被包含在所述第四區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)和被包含在所述第五區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)均為硼， 在所述第四區(qū)內(nèi)還包含碳。11.如權(quán)利要求8至10中的任意一項(xiàng)所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 在所述第五區(qū)內(nèi)包含有第一特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)和第二特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，所述第二特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)與所述第一特定的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)相比而在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)較小。12.如權(quán)利要求8至11中的任意一項(xiàng)所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 所述外周溝槽的底面的至少一部分為非結(jié)晶層。13.如權(quán)利要求8至12中的任意一項(xiàng)所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 所述外周溝槽的底面的至少一部分以lX1018atomS/Cm3以上的濃度而含有第二導(dǎo)電型雜質(zhì)。14.如權(quán)利要求8至13中的任意一項(xiàng)所述的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置，其中， 各個(gè)所述第五區(qū)之間的間隔小于各個(gè)所述第四區(qū)之間的間隔的二分之一。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK105874577SQ201480071099
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年8月4日
【發(fā)明人】齋藤順, 藤原広和, 池田知治, 渡邊行彥, 山本敏雅
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社