倍的雜質(zhì)濃度，能夠得到上述的效果。在η型高濃度區(qū)域12的雜質(zhì)濃度與漂移層2的施主雜質(zhì)濃度之差低于2倍的情況下，觀察不到在溝槽7的底面形成η型高濃度區(qū)域12的效果，在10倍以上的情況下，溝槽7底面周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度有可能變得過(guò)高。
[0094]另外，為了不增大溝槽7的底部與漏極電極11的電場(chǎng)強(qiáng)度，η型高濃度區(qū)域12的深度需要盡可能地淺，設(shè)為至少0.5 μ m以下的深度，另外，為了具有作為η型高濃度區(qū)域12的效果，需要具有0.1 μπι以上的厚度。在設(shè)為0.1?0.3 ym的范圍的情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度的增加也很小，能夠不使耐壓特性劣化而得到優(yōu)良的特性。
[0095]實(shí)施方式4
[0096]圖13示出本實(shí)施方式的碳化硅半導(dǎo)體裝置的俯視圖。在本實(shí)施方式的碳化硅半導(dǎo)體裝置中，與實(shí)施方式I?3所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置那樣條狀地配置的溝槽7相比，在溝槽7以包圍ρ型體區(qū)域4等雜質(zhì)層的方式格子狀地配置這一點(diǎn)上不同。
[0097]圖13為了容易示出碳化硅半導(dǎo)體裝置的表面構(gòu)造，示出了省略源極電極10的狀態(tài)。在設(shè)為如該圖所示的格子狀的配置的情況下，各個(gè)單元也可以不直線排列，另外，也可以單元是多邊形，或者單元的角具有曲率。η型源極區(qū)域3與ρ型阱接觸區(qū)域5島狀地形成，在這兩個(gè)區(qū)域的底部，形成了 P型體區(qū)域4與ρ型高濃度阱區(qū)6。以與η型源極區(qū)域3的側(cè)面相接的方式格子狀地形成了溝槽7。在圖案外周形成了終端區(qū)域16。圖13的B-B部分的剖面與圖2、或者圖12所示出的相同。
[0098]該構(gòu)成能夠通過(guò)以下的制造方法而形成。在圖14(a)?(C)中，示出本實(shí)施方式的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造工序。在這里，以作為本實(shí)施方式的特征的P型體區(qū)域4的制造方法為中心進(jìn)行敘述。關(guān)于除此之外的工序，與實(shí)施方式I的制造工序相同。
[0099]首先，在實(shí)施方式I中如圖3(a)所示，在η型碳化硅基板I上，采用外延生長(zhǎng)法來(lái)形成由η型碳化硅層構(gòu)成的漂移層2。
[0100]接著，在漂移層2表面，使用抗蝕劑形成具有錐形剖面的錐形掩模17。然后，經(jīng)由該錐形掩模17對(duì)元件表面垂直地進(jìn)行離子注入，從而如圖14(a)所示，形成ρ型體區(qū)域4。此時(shí)，錐形掩模17的錐形的角度Q1與想要形成的ρ型體區(qū)域4的傾斜部的角度Θ 2相等。
[0101]然后，如圖14(b)所示，在漂移層2的表面通過(guò)離子注入而形成η型源極區(qū)域3、ρ型阱接觸區(qū)域5、ρ型高濃度阱區(qū)6。
[0102]其后，如圖14 (C)所示，通過(guò)以貫通ρ型體區(qū)域4的方式形成溝槽7，能夠形成ρ型體區(qū)域4從溝槽7底部朝向ρ型高濃度阱區(qū)6的底部而變深的構(gòu)造。在這里，通過(guò)雜質(zhì)的離子注入而形成的η型源極區(qū)域3、ρ型體區(qū)域4、ρ型阱接觸區(qū)域5、ρ型高濃度阱區(qū)6、以及溝槽7的形成順序也可以進(jìn)行前后顛倒。
[0103]最后，在溝槽7內(nèi)形成柵極絕緣膜8、以及柵極電極9、并且以與η型源極區(qū)域3與P型阱接觸區(qū)域5相接的方式形成源極電極10，在背面形成漏極電極11，從而能夠得到具有如圖2或者圖12所示的剖面以及圖13中示出俯視圖的配置的碳化硅半導(dǎo)體裝置。
[0104]根據(jù)這種制造方法，在形成ρ型體區(qū)域4時(shí)，能夠與元件表面垂直地進(jìn)行離子注入，所以能夠沿著元件橫向按照掩模的圖案配置那樣地、并且沿著元件縱向按照掩模剖面的形狀那樣地形成雜質(zhì)層。即，能夠任意地選擇元件的平面上的配置。
[0105]此外，在元件橫向、元件縱向、即X方向以及Y方向這兩者的剖面，通過(guò)使用圖14所示的錐形掩模17，能夠形成將4個(gè)方向設(shè)為錐形剖面的ρ型體區(qū)域4。
[0106]另外，在上述實(shí)施方式I?4中，說(shuō)明了使用η型碳化硅基板的例子，但也可以使用P型碳化娃基板，能夠適當(dāng)?shù)剡x擇。
[0107]另外，形成溝槽的工序通過(guò)干法蝕刻來(lái)進(jìn)行，但不限定于干法蝕刻，也可以并用濕法蝕刻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有: 第I導(dǎo)電類型的碳化硅半導(dǎo)體基板； 漂移層，形成于所述碳化硅半導(dǎo)體基板的第I面，由濃度比所述碳化硅半導(dǎo)體基板低的第I導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成； 溝槽，在所述漂移層中形成，在內(nèi)部隔著柵極絕緣膜形成了柵極電極； 高濃度阱區(qū)，與所述溝槽隔出一定間隔地形成，形成得比所述溝槽深，并且由第2導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成； 體區(qū)域，被形成為從所述溝槽的底部側(cè)的所述柵極電極端包圍所述溝槽而朝向所述高濃度阱區(qū)的底部變深，并且由第2導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成；以及 源極區(qū)域，在所述體區(qū)域的上層部形成，被形成為與所述溝槽的側(cè)面抵接，并且由濃度比所述漂移層高的第I導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 由所述溝槽底面、與在所述溝槽的兩側(cè)設(shè)置了的體區(qū)域的底部端所形成的角為鈍角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述體區(qū)域的雜質(zhì)濃度相比所述溝槽側(cè)而在所述高濃度阱區(qū)側(cè)更高。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述體區(qū)域構(gòu)成雜質(zhì)濃度隨著接近于所述高濃度阱區(qū)而逐漸變成高濃度地變化的分級(jí)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4的任一項(xiàng)所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述漂移層中的與所述溝槽底面相接的區(qū)域，形成了雜質(zhì)濃度比所述漂移層高的第I導(dǎo)電類型的高濃度層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 第I導(dǎo)電類型的高濃度層的厚度為0.1ym?0.3ym。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或者6所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 第I導(dǎo)電類型的高濃度層的雜質(zhì)濃度為所述漂移層的2倍?10倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7的任一項(xiàng)所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述溝槽以規(guī)定的間隔條狀地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?7的任一項(xiàng)所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述溝槽以規(guī)定的間隔格子狀地形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?9的任一項(xiàng)所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 與所述溝槽側(cè)面相接的所述體區(qū)域的底部位于相比所述溝槽的底部更向上表面?zhèn)鹊摹⑺鰷喜鄣撞康乃鰱艠O絕緣膜的膜厚±50nm以內(nèi)的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1?10的任一項(xiàng)所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第I導(dǎo)電類型的碳化硅半導(dǎo)體基板為η型碳化硅半導(dǎo)體基板， 由所述第2導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成的體區(qū)域是受主濃度為I X 116?I X 10 1Vcm3的ρ型體區(qū)域。
12.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在第I導(dǎo)電類型的碳化硅半導(dǎo)體基板上通過(guò)外延生長(zhǎng)法而形成由第I導(dǎo)電類型的碳化硅構(gòu)成的漂移層的工序； 在所述漂移層的表面形成溝槽的工序； 通過(guò)離子注入，與所述溝槽空出一定間隔地形成比所述溝槽深的第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的工序；以及 經(jīng)由所述溝槽，通過(guò)斜向離子注入，形成從相比所述溝槽的底部更靠上側(cè)的位置朝向所述第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的底部端變深的第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在形成所述體區(qū)域的工序之前，包括使用埋入材料埋入所述溝槽的工序， 形成所述第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域的工序包括: 使所述埋入材料介于其間而進(jìn)行斜向離子注入，形成從相比所述溝槽的底部更靠上側(cè)的位置朝向所述第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的底部端變深的第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域的工序；以及 溶解所述埋入材料并去除的工序。
14.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在第I導(dǎo)電類型的碳化硅半導(dǎo)體基板上通過(guò)外延生長(zhǎng)法而形成漂移層的工序； 在所述漂移層的表面形成第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的工序； 在所述漂移層的表面形成用于形成溝槽的抗蝕劑圖案的工序； 將所述抗蝕劑圖案用作掩模，進(jìn)行斜向離子注入，形成朝向所述第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的底部端變深的第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域的工序；以及 將所述抗蝕劑圖案用作掩模，通過(guò)蝕刻法形成在相比底部部更靠上側(cè)的位置與所述第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域相接的溝槽的工序。
15.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在第I導(dǎo)電類型的碳化硅半導(dǎo)體基板上通過(guò)外延生長(zhǎng)法而形成漂移層的工序； 在所述漂移層的表面形成第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的工序； 在所述漂移層的表面形成具有期望的錐形角度的錐形掩模的工序； 針對(duì)所述漂移層的表面，從所述錐形掩模的上方垂直地進(jìn)行離子注入，形成朝向所述第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)的底部端變深的第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域的工序；以及 在所述漂移層的表面，通過(guò)蝕刻法，形成比所述第2導(dǎo)電類型的高濃度阱區(qū)淺、且在相比底部部更靠上側(cè)的位置與所述第2導(dǎo)電類型的體區(qū)域相接的溝槽的工序。
【專利摘要】得到緩和柵極絕緣膜的電場(chǎng)強(qiáng)度并且導(dǎo)通電阻低的碳化硅半導(dǎo)體裝置。該碳化硅半導(dǎo)體裝置具有：n型碳化硅基板(1)；在n型碳化硅基板(1)的上表面形成了的漂移層(2)；在漂移層(2)中形成并且在內(nèi)部具有柵極絕緣膜(8)與柵極電極(9)的溝槽(7)；與溝槽(7)空出間隔而平行地形成并且比溝槽(7)深的p型高濃度阱區(qū)(6)；以及從相比溝槽(7)的底部端而更向上表面?zhèn)鹊?、溝?7)底部的柵極絕緣膜(8)的膜厚程度的上方位置朝向p型高濃度阱區(qū)(6)的下端緩慢變深地形成的p型體區(qū)域(4)。
【IPC分類】H01L21-336, H01L29-12, H01L29-78
【公開(kāi)號(hào)】CN104737296
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380054265
【發(fā)明人】田中梨菜, 香川泰宏, 日野史郎, 三浦成久, 今泉昌之
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年9月5日
【公告號(hào)】DE112013005062T5, US20150236119, WO2014061367A1