半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，具备：第一导电型的漂移层；第二导电型的主体层；第一导电型的源极层；第一导电型的漏极层；沟槽栅极，贯通主体层而到达漂移层；第二导电型的第一半导体层，包围沟槽栅极的底部，通过漂移层而与主体层分离；第一导电型的第二半导体层，沿着沟槽栅极的长度方向上的端部设置，该第一导电型的第二半导体层的一端部与主体层相接且另一端部与第一半导体层相接；及连接层，该连接层的一端部与主体层连接且另一端部与第一半导体层连接，并且，该连接层与第二半导体层相接，通过第二半导体层而与沟槽栅极的长度方向上的端部相隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本说明书所记载的技术涉及半导体装置。
技术介绍
在动力设备用的绝缘栅极型半导体装置中，一般而言，无法同时兼顾高耐压化和低导通电阻化。在沟槽底部设置成浮动结构的MOSFET (Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor:金氧半场效晶体管)存在高耐压但导通电阻特性低的问题。相对于此，在专利文献I中设置成，将对P型的主体层和沟槽底部的浮动结构进行连接的低浓度的P层沿着沟槽的长度方向上的端部相接。低浓度的P层在栅极电压断开时变为高电阻而维持浮动结构并确保高耐压，另一方面，在栅极电压导通时变为从主体层向浮动结构的载流子供给路径，改善导通电阻特性。专利文献1:日本特开2007-242852号公报
技术实现思路
在如专利文献I那样沿着沟槽的长度方向上的端部设置低浓度的P层的情况下，若低浓度的P层与沟槽的长度方向上的端部相接，则在栅极绝缘膜的形成等的半导体装置的制造工序中，有时低浓度的P层会损坏而发生损耗，因而需要较大地确保工艺余量。而且，在检查工序中通过电子显微镜、SMS来确认低浓度的P层的情况下，若低浓度的P层沿着沟槽的长度方向上的端部接触，则由于沟槽的边缘效应而难以确认低浓度的P层。本说明书提供一种半导体装置，具备:第一导电型的漂移层；第二导电型的主体层，与漂移层的表面相接，并且，该第二导电型的主体层的一部分露出于半导体基板的表面；第一导电型的源极层，设于主体层的表面的一部分，露出于半导体基板的表面，并通过主体层而与漂移层分离；第一导电型的漏极层，与漂移层的背面相接，并且，露出于半导体基板的背面；沟槽栅极，贯通主体层而到达漂移层；第二导电型的第一半导体层，包围沟槽栅极的底部，并通过漂移层而与主体层分离；第一导电型的第二半导体层，沿着沟槽栅极的长度方向上的端部，该第一导电型的第二半导体层的一端部与主体层相接且另一端部与第一半导体层相接；及连接层，该连接层的一端部与主体层连接且另一端部与第一半导体层连接，该连接层与第二半导体层相接，并通过第二半导体层而与沟槽栅极的长度方向上的端部相隔离。在上述半导体装置中，在其两端部分别与主体层及第一半导体层连接的连接层通过第二半导体层而与沟槽栅极的长度方向上的端部相隔离。因此，可抑制连接层在半导体装置的制造工序中损坏。而且，不会受到沟槽的边缘效应的影响，能够通过检查来确认连接层的大小等。能够稳定地形成从主体层向浮动结构的载流子供给路径即连接层，能够提供导通电阻特性良好、成品率良好的半导体装置。连接层也可以是第二导电型的半导体层。第二半导体层的第二导电型的杂质浓度也可以高于漂移层的第二导电型的杂质浓度。【附图说明】图1是实施例1所涉及的半导体装置的纵向剖视图。图2是沿着图1的I1-1I线的剖视图。图3是沿着图1的II1-1II线的剖视图。图4是表示实施例1所涉及的半导体装置的制造工序的图。图5是表示实施例1所涉及的半导体装置的制造工序的图。图6是表示实施例1所涉及的半导体装置的制造工序的图。图7是表示实施例1所涉及的半导体装置的制造工序的图。图8是变形例所涉及的半导体装置的纵向剖视图。图9是以与图3相同的剖面观察变形例所涉及的半导体装置而得到的剖视图。【具体实施方式】本说明书所公开的半导体装置中，只要连接层是具有作为从主体层向浮动结构的载流子供给路径的功能的层即可，可以是第二导电型的半导体层，也可以是导电层。具体而言，除第二导电型的半导体层之外，还能够例示钨等的金属层、导电性的多晶硅层等。在连接层是第二导电型的半导体层的情况下，该第二导电型的杂质浓度可以低于第一半导体层的第二导电型的杂质浓度，可以高于第一半导体层的第二导电型的杂质浓度，也可以是相同程度。在连接层的第二导电型的杂质浓度较低的情况下，栅极电极导通时的载流子的移动度变小，另一方面，栅极电极断开时的连接层的耗尽化变快，第一半导体层容易变为浮动状态。在连接层的第二导电型的杂质浓度较高的情况下，栅极电极导通时的载流子的移动度变大，另一方面，栅极电极断开时的连接层的耗尽化略微变慢。但是，本说明书所公开的半导体装置中，连接层与第一导电型的第二半导体层相接，连接层的耗尽化也从连接层与第二半导体层的界面进行，因此与现有的半导体装置相比，第一半导体层容易变为浮动状态。第二半导体层可以是与漂移层不同的层，也可以是与漂移层一体形成的层。而且，第二半导体层的第一导电型的杂质浓度可以高于漂移层的第一导电型的杂质浓度，可以低于漂移层的第一导电型的杂质浓度，也可以是相同程度。在第二半导体层的第一导电型的杂质浓度高于漂移层的第一导电型的杂质浓度的情况下，在栅极电极断开时，第二导电型的半导体层即连接层的耗尽化被进一步促进。而且，也可以在漂移层内的与第二半导体层相反的一侧且与连接层相接的区域形成第一导电型的杂质浓度较高的层。由此，栅极电极断开时的第二导电型的半导体层即连接层的耗尽化被进一步促进。(实施例1)图1是实施例1所涉及的半导体装置10。半导体装置10具备:半导体基板100 ；沟槽栅极120，形成于半导体基板100的表面侧(z轴的正向侧)；及周边沟槽130。半导体基板100以碳化硅为材料。在半导体基板100上形成有纵向型的M0SFEF。如图1、图2所示，半导体基板100具备:n型的漏极层101 ；n型的漂移层103 ；p型的主体层104 ；n型的源极层109 ；p型的第一半导体层105 ；p型的半导体层106 ；p型的连接层107 ;及η型的第二半导体层110。主体层104与漂移层103的表面相接,该主体层104的一部分露出于半导体基板100的表面。源极层109设于主体层104的表面的一部分，并且，露出于半导体基板100的表面，通过主体层104而与漂移层103分离。漏极层101与漂移层103的背面相接，并且，露出于半导体基板100的背面。源极层109及主体层104与未图示的源极电连接，漏极层101与未图示的漏极电连接。第一半导体层105包围沟槽栅极120的底部，通过漂移层103而与主体层104分离。半导体层106包围周边沟槽130的底部，通过漂移层103而从主体层104分离。第二半导体层110沿着沟槽栅极120的长度方向(χ方向)上的端部设置。第二半导体层110的Z轴的正方向上的端部与主体层104相接且Z轴的负方向上的端部与第一半导体层105相接。而且，第二半导体层110与沟槽栅极120的长度方向(χ方向)上的端部相接。连接层107中，其z轴的正方向上的端部与主体层104连接且其z轴的负方向上的端部与第一半导体层105连接。连接层107在χ方向上的一侧与漂移层103相接，并且，在另一侧与第二半导体层110相接，通过第二半导体层110而与沟槽栅极120的长度方向上的端部隔离。连接层107的P型的杂质浓度低于第一半导体层105的P型的杂质浓度。图3表示与包含第二半导体层110和连接层107在内的xy平面平行的剖面。该剖面中，第二半导体层110和连接层107为岛状。第二半导体层110在X方向上的一侧与沟槽栅极120的侧面相接，在另一侧与连接层107相接，在y方向上与漂移层103相接。沟槽栅极120具备:沟槽121，从半导体基板100的表面贯通主体层104直至漂移层10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：第一导电型的漂移层；第二导电型的主体层，与漂移层的表面相接，并且一部分露出于半导体基板的表面；第一导电型的源极层，设于主体层的表面的一部分，露出于半导体基板的表面，并通过主体层而与漂移层分离；第一导电型的漏极层，与漂移层的背面相接，并且露出于半导体基板的背面；沟槽栅极，贯通主体层而到达漂移层；第二导电型的第一半导体层，包围沟槽栅极的底部，并通过漂移层而与主体层分离；第一导电型的第二半导体层，沿着沟槽栅极的长度方向上的端部设置，且，一端部与主体层相接，而另一端部则与第一半导体层相接；及连接层，一端部与主体层连接，而另一端部则与第一半导体层连接，且，该连接层与第二半导体层相接，并通过第二半导体层而与沟槽栅极的长度方向上的端部相隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具备: 第一导电型的漂移层； 第二导电型的主体层，与漂移层的表面相接，并且一部分露出于半导体基板的表面；第一导电型的源极层，设于主体层的表面的一部分，露出于半导体基板的表面，并通过主体层而与漂移层分离； 第一导电型的漏极层，与漂移层的背面相接，并且露出于半导体基板的背面； 沟槽栅极，贯通主体层而到达漂移层； 第二导电型的第一半导体层，包围沟槽栅极的底部，并通过漂移层而与主体层分离；第一导电型的第二半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：添野明高，山本敏雅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP