成，而不是在η+型源區(qū)域4之前形成。
[0080]在上述實施例中，柵極9的局部表面被氧化，使得柵極9的部分功能為掩蔽氧化膜9a?？商鎿Q地，柵極9的表面可以直接接觸層間絕緣膜12而無需掩蔽氧化膜9a。
[0081]在上述實施例中，功能為柵絕緣膜的柵氧化膜8由熱氧化形成?？商鎿Q地，絕緣膜可以由任何其他處理，諸如CVD，形成。
[0082]在上述實施例中，形成第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)層，即ρ型RESURF層15和ρ型保護環(huán)層16。但是，在本發(fā)明中可以形成它們中的至少一個。
[0083]在上述實施例中，作為例子已經(jīng)描述的是η通道類型M0SFET，其中第一導(dǎo)電類型是η型，第二導(dǎo)電類型是ρ型?？商鎿Q地，本發(fā)明能夠應(yīng)用至相應(yīng)部件的導(dǎo)電類型被反轉(zhuǎn)的P通道類型M0SFET。在上文的描述中，已經(jīng)描述了溝槽柵結(jié)構(gòu)的MOSFET作為例子。本發(fā)明還能夠應(yīng)用至具有相同溝槽柵結(jié)構(gòu)的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。在IGBT中，僅上述實施例中的η+型襯底I的導(dǎo)電類型從η型變化至ρ型，其他結(jié)構(gòu)和制造處理類似于上述實施例。
【主權(quán)項】
1.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其包括 包括碳化硅的第一或者第二導(dǎo)電類型的襯底， 包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型的漂移層，所述漂移層布置在所述襯底上并且具有的雜質(zhì)濃度低于所述襯底的雜質(zhì)濃度， 包括碳化硅的第二導(dǎo)電類型的基極區(qū)域，所述基極區(qū)域布置在元胞區(qū)域中的所述漂移層上， 包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)域，所述源區(qū)域布置在所述基極區(qū)域上并且具有的雜質(zhì)濃度高于所述漂移層的所述雜質(zhì)濃度， 多個溝槽，每個所述溝槽在縱向方向上延伸并且深于所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域以達到所述漂移層，所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域布置在所述溝槽的兩側(cè)， 第二導(dǎo)電類型的深層，所述深層布置在兩個相鄰溝槽之間的所述基極區(qū)域下方的所述漂移層的表面部分中，所述深層的底部布置在每個所述溝槽的底部的下方， 柵絕緣膜，其布置在每個所述溝槽的表面上， 柵極，其布置在每個所述溝槽中的所述柵絕緣膜上， 層間絕緣膜，其覆蓋所述柵極和所述柵絕緣膜，所述層間絕緣膜具有接觸孔， 源極，其通過所述接觸孔電連接至所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域，以及 漏極，其布置在所述襯底的背側(cè)上；以及 周邊高擊穿電壓結(jié)構(gòu)，其在凹臺式結(jié)構(gòu)的底部包括第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層，所述凹臺式結(jié)構(gòu)布置在圍繞所述元胞區(qū)域的周邊區(qū)域上，所述臺式結(jié)構(gòu)深于所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域以達到所述漂移層，其中， 所述源區(qū)域具有第一凹部， 每個所述溝槽從所述第一凹部的底部延伸，所述柵絕緣膜具有順著所述第一凹部的形狀的延伸部，以及 所述柵極的頂表面齊平于或者低于所述延伸部的頂表面。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，掩蔽氧化膜由氧化所述柵極形成，并且所述柵極的所述掩蔽氧化膜的頂表面齊平于或者低于所述延伸部的所述頂表面。3.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，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管是反轉(zhuǎn)類型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其中，通過控制對柵極的施加電壓使反轉(zhuǎn)通道區(qū)域形成在所述基極區(qū)域至所述溝槽的邊界區(qū)中，使得電流通過所述源區(qū)域和所述漂移區(qū)域在所述源極和所述漏極之間流動。4.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其包括 包括碳化硅的第一或者第二導(dǎo)電類型的襯底， 包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型的漂移層，所述漂移層布置在所述襯底上并且具有的雜質(zhì)濃度低于所述襯底的雜質(zhì)濃度， 包括碳化硅的第二導(dǎo)電類型的基極區(qū)域，所述基極區(qū)域布置在元胞區(qū)域中的所述漂移層上， 包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)域，所述源區(qū)域布置在所述基極區(qū)域上并且具有的雜質(zhì)濃度高于所述漂移層的所述雜質(zhì)濃度， 多個溝槽，每個所述溝槽在縱向方向上延伸并且深于所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域以達到所述漂移層，所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域布置在所述溝槽的兩側(cè)， 第二導(dǎo)電類型的深層，所述深層布置在兩個相鄰溝槽之間的所述基極區(qū)域下方的所述漂移層的表面部分中，所述深層的底部布置在每個所述溝槽的底部的下方， 柵絕緣膜，其布置在每個所述溝槽的表面上， 柵極，其布置在每個所述溝槽中的所述柵絕緣膜上， 層間絕緣膜，其覆蓋所述柵極和所述柵絕緣膜，所述層間絕緣膜具有接觸孔， 源極，其通過所述接觸孔電連接至所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域，以及 漏極，其布置在所述襯底的背側(cè)上；以及 周邊高擊穿電壓結(jié)構(gòu)，其包括圍繞所述元胞區(qū)域的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層位于凹臺式結(jié)構(gòu)的底部，所述凹臺式結(jié)構(gòu)布置在圍繞所述元胞區(qū)域的周邊區(qū)域上，所述臺式結(jié)構(gòu)深于所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域以達到所述漂移層，其中， 所述源區(qū)域具有第一凹部， 每個所述溝槽從所述第一凹部的底部延伸，所述柵絕緣膜具有順著所述第一凹部的形狀的延伸部，以及 所述柵極的頂表面齊平于或者低于所述柵絕緣膜的所述延伸部的頂表面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于，掩蔽氧化膜由氧化所述柵極的所述頂表面形成，并且所述柵極的所述掩蔽氧化膜的頂表面齊平于或者低于所述柵絕緣膜的所述延伸部的所述頂表面。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管是反轉(zhuǎn)類型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其中，通過控制對柵極的施加電壓使反轉(zhuǎn)通道區(qū)域形成在所述基極區(qū)域至所述溝槽的邊界區(qū)中，使得電流通過所述源區(qū)域和所述漂移區(qū)域在所述源極和所述漏極之間流動。7.一種用于制造碳化硅半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，包括: (a)在包括碳化硅的第一或者第二導(dǎo)電類型的襯底上形成包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型的漂移層，所述漂移層具有的雜質(zhì)濃度低于所述襯底的雜質(zhì)濃度； (b)在元胞區(qū)域中的所述漂移層的表面部分上形成第二導(dǎo)電類型的深層，以及在圍繞所述元胞區(qū)域的周邊區(qū)域中形成圍繞所述元胞區(qū)域的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層； (c)在所述深層、所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層和所述漂移層上形成包括碳化硅的第二導(dǎo)電類型的基極區(qū)域； (d)在所述基極區(qū)域中形成第一凹部，在所述基極區(qū)域和所述第一凹部上形成包括碳化硅的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層，然后除了所述第一凹部上的部分之外移除所述第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層以便在所述第一凹部上留下源區(qū)域以及在所述源區(qū)域的表面上留下第二凹部，所述第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層具有的雜質(zhì)濃度高于所述漂移層的所述雜質(zhì)濃度； (e)形成溝槽，所述溝槽從所述源區(qū)域中的所述第二凹部的底表面延伸通過所述基極區(qū)域到所述漂移層，并且具有的縱向方向沿著所述深層的延伸方向，使得所述溝槽淺于所述深層，同時，通過在所述周邊區(qū)域中移除所述基極區(qū)域以暴露所述漂移層形成凹臺式結(jié)構(gòu)，使得具有所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)層的周邊高擊穿電壓結(jié)構(gòu)布置在所述凹臺式結(jié)構(gòu)的底部； (f)形成柵絕緣膜，所述柵絕緣膜在包括所述第二凹部的表面的所述溝槽中具有順著所述第二凹部的形狀的延伸部； (g)在所述溝槽中的所述柵絕緣膜上形成柵極； (h)形成層間絕緣膜，其覆蓋所述柵極和所述柵絕緣膜； (i)在所述層間絕緣膜中形成接觸孔，并且源極通過所述接觸孔電連接至所述源區(qū)域和所述基極區(qū)域；以及 U)在所述襯底的背側(cè)上形成漏極。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制造碳化硅半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，在步驟(g)，所述柵極形成為使得所述延伸部的底表面齊平于所述柵極的頂表面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造碳化硅半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，步驟(g)包括氧化所述柵極的所述頂表面以形成掩蔽氧化膜，使得所述柵極的所述掩蔽氧化膜的頂表面齊平于或者低于所述延伸部的所述底表面。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制造碳化硅半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，在步驟(g)，所述柵極形成為使得所述柵極的頂表面齊平于或者低于所述柵絕緣膜的所述延伸部的頂表面。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造碳化硅半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，步驟(g)包括氧化所述柵極的所述頂表面以形成掩蔽氧化膜，使得所述柵極的所述掩蔽氧化膜的頂表面齊平于或者低于所述柵絕緣膜的所述延伸部的所述頂表面。
【專利摘要】碳化硅半導(dǎo)體裝置包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管以及周邊高擊穿電壓結(jié)構(gòu)。源區(qū)域具有第一凹部。溝槽從第一凹部的底部延伸。柵絕緣膜具有延伸部，延伸部的形狀順著第一凹部的形狀。柵極的表面定位成齊平于或者低于延伸部的上表面。
【IPC分類】H01L29/739, H01L29/78, H01L21/331, H01L21/336
【公開號】CN105590962
【申請?zhí)枴緾N201510717810
【發(fā)明人】松木英夫, 榊原純, 青井佐智子, 渡辺行彥, 小野木淳士
【申請人】豐田自動車株式會社
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年10月29日
【公告號】DE102015118698A1, US20160133741