半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供一种能够提高耐压的半导体装置。具有：衬底(1)；n型的漂移区域(4)，其形成于衬底(1)的主面；p型的阱区域(2)、n型的漏极区域(5)及n型的源极区域(3)，它们分别在漂移区域(4)内，从漂移区域(4)的与同衬底(1)接触的第1主面相反一侧的第2主面开始，沿第2主面的垂直方向延伸设置；栅极槽(8)，其从第2主面开始沿垂直方向设置，在与衬底1的第1主面平行的方向上将源极区域(3)以及阱区域(2)贯通；以及栅极电极(7)，其隔着栅极绝缘膜(6)而形成于栅极槽(8)的表面，漂移区域(4)的杂质浓度比衬底(1)的杂质浓度高，阱区域(2)延伸设置至衬底(1)内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在当前的半导体装置中，已知如下构造，即，用于形成沟道的阱区域、源极区域以及漏极区域从漂移区域表面在与该表面垂直的方向上形成于漂移区域内(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的半导体装置中，沟槽状的栅极电极也从漂移区域表面开始，在与该表面垂直的方向上形成于漂移区域内。这种半导体装置为与半导体衬底表面平行的横向型构造，由栅极电极直接控制的主电流的方向相对于半导体衬底表面平行，主电流从半导体衬底表面开始，在与该表面垂直的方向上分布。因此，不会受到半导体衬底的表面积的限制。另外，沟道宽度能够由漂移区域的深度规定，因此即使对于恒定的表面积也能够实现沟道宽度的增大。专利文献1：日本特开2001-274398号公报
技术实现思路
在专利文献1所记载的半导体装置中，阱区域沿漂移区域的深度方向延伸设置，阱区域的端部处于漂移区域内。在当前的半导体装置的纵向型构造中，为了防止阱区域的端部的电场集中而设置有保护环。另一方面，专利文献1中所记载的半导体装置为横向型构造，因此成为如下构造，即，难以形成保护环，无法使阱区域的端部的电场集中缓和。因此，存在半导体装置整体的耐压降低的问题。鉴于上述问题点，本专利技术的目的在于提供一种能够提高耐压的半导体装置。本专利技术的一个方式所涉及的半导体装置具有：衬底；第1导电型的漂移区域，其形成于衬底的第1主面，由与衬底相同的材料构成，与衬底相比，该漂移区域杂质浓度高；第2导电型的阱区域，其在漂移区域内，从漂移区域的与同衬底接触的第1主面相反一侧的第2主面开始沿第2主面的垂直方向延伸设置，且该阱区域的端部延伸设置至衬底内；第1导电型的漏极区域，其在漂移区域内与阱区域分离，从第2主面开始沿垂直方向延伸设置；第1导电型的源极区域，其在阱区域内从第2主面开始沿垂直方向延伸设置；栅极槽，其从第2主面开始沿垂直方向设置，在与第2主面平行的一个方向上，以将源极区域及阱区域贯通的方式延伸设置；栅极电极，其隔着栅极绝缘膜而形成于栅极槽的表面；源极电极，其与源极区域及阱区域电连接；以及漏极电极，其与漏极区域电连接。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的斜视图。图2是用于对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图3是用于在图2之后继续对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图4是用于在图3之后继续对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图5(a)是用于在图4之后继续对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图5(b)是在图5(a)的A-A剖切面处观察的剖面图。图6(a)是用于在图5之后继续对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图6(b)是图6(a)的俯视图。图7是用于在图6(a)之后继续对本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图8是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的变形例的斜视图。图9是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的其他变形例的斜视图。图10是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的又一其他变形例的斜视图。图11是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的又一其他变形例的斜视图。图12是表示本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的斜视图。图13是在图12中的A-A剖切面处观察的剖面图。图14(a)是用于对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图14(b)是用于在图14(a)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的斜视图。图15(a)是在图14(b)的A-A剖切面处观察的剖面图。图15(b)是在图14(b)的B-B剖切面处观察的剖面图。图15(c)是在图14(b)的C-C剖切面处观察的剖面图。图16(a)～图16(c)是用于在图15(a)～图15(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图17(a)～图17(c)是用于在图16(a)～图16(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图18(a)～图18(c)是用于在图17(a)～图17(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图19(a)～图19(c)是用于在图18(a)～图18(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图20(a)～图20(c)是用于在图19(a)～图19(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图21(a)～图21(c)是用于在图20(a)～图20(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图22(a)～图22(c)是用于在图21(a)～图21(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图23(a)～图23(c)是用于在图22(a)～图22(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图24(a)～图24(c)是用于在图23(a)～图23(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图25(a)～图25(c)是用于在图24(a)～图24(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图26是与图25(a)～图25(c)相对应的俯视图。图27(a)～图27(c)是用于在图25(a)～图25(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图28(a)～图28(c)是用于在图27(a)～图27(c)之后继续对本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明的剖面图。图29是与图28(a)～图28(c)相对应的俯视图。图30是表示本专利技术的第3实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的斜视图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。在下面的附图的记载中，对相同或者相似的部分标注相同或者相似的标号。另外，在本专利技术的实施方式中，“第1导电型”和“第2导电型”为彼此相反的导电型。即，如果第1导电型为n型，则第2导电型为p型，如果第1导电型为p型，则第2导电型为n型。在下面的说明中，对第1导电型为n型、第2导电型为p型的情况进行说明，但也可以是第1导电型为p型、第2导电型为n型。在调换n型和p型的情况下，施加电压的极性也反转。(第1实施方式)图1是示意地表示本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置的结构的斜视图。在第1实施方式中，作为半导体装置的一个例子，对金属氧化膜半导体场效应晶体管(MOSFET)进行说明。在图1中，为了容易理解而将电极配线的图示省略。另外，在图1中示出了3个半导体元件，但是并不限定于此，例如可以在图1中的x轴方向及z轴方向上排列多个半导体元件。如图1所示，本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置具有：衬底1；n﹣型的漂移区域4，其配置于衬底1的一侧的主面；p型的阱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：衬底；第1导电型的漂移区域，其形成于所述衬底的第1主面，由与所述衬底相同的材料构成，与所述衬底相比，该漂移区域杂质浓度高；第2导电型的阱区域，其在所述漂移区域内，从所述漂移区域的与同所述衬底接触的第1主面相反一侧的第2主面开始，沿所述第2主面的垂直方向延伸设置，且该阱区域的端部延伸设置至所述衬底内；第1导电型的漏极区域，其在所述漂移区域内与所述阱区域分离，从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置；第1导电型的源极区域，其在所述阱区域内，从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置；栅极槽，其从所述第2主面开始沿所述垂直方向设置，在与所述第2主面平行的一个方向上，以将所述源极区域及所述阱区域贯通的方式延伸设置；栅极电极，其隔着栅极绝缘膜而形成于所述栅极槽的表面；源极电极，其与所述源极区域及所述阱区域电连接；以及漏极电极，其与所述漏极区域电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.19 JP 2013-1504081.一种半导体装置，其特征在于，具有：衬底；第1导电型的漂移区域，其形成于所述衬底的第1主面，由与所述衬底相同的材料构成，与所述衬底相比，该漂移区域杂质浓度高；第2导电型的阱区域，其在所述漂移区域内，从所述漂移区域的与同所述衬底接触的第1主面相反一侧的第2主面开始，沿所述第2主面的垂直方向延伸设置，且该阱区域的端部延伸设置至所述衬底内；第1导电型的漏极区域，其在所述漂移区域内与所述阱区域分离，从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置；第1导电型的源极区域，其在所述阱区域内，从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置；栅极槽，其从所述第2主面开始沿所述垂直方向设置，在与所述第2主面平行的一个方向上，以将所述源极区域及所述阱区域贯通的方式延伸设置；栅极电极，其隔着栅极绝缘膜而形成于所述栅极槽的表面；源极电极，其与所述源极区域及所述阱区域电连接；以及漏极电极，其与所述漏极区域电连接。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述衬底为第1导电型。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述衬底为半绝缘性或者绝缘性。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述衬底由碳化硅构成。5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述源极区域在所述垂直方向上延伸设置至所述衬底内。6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极槽在所述垂直方向上延伸设置至所述衬底内。7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极槽在所述垂直方向上比所述源极区域更深。8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极槽在所述垂直方向上比所述阱区域更深。9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述漏极区域在所述垂直方向上延伸设置至所述衬底内。10.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具有源极槽，其在所述源极区域从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述源极槽的宽度比所述栅极槽的宽度更宽。12.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具有漏极槽，其在所述漏极区域从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置。13.根据权利要求12所述的半导体装置，其特征在于，所述漏极槽的宽度比所述栅极槽的宽度更宽。14.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具有：源极槽，其在所述源极区域从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置；以及漏极槽，其在所述漏极区域从所述第2主面开始沿所述垂直方向延伸设置。15.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于，所述源极槽的宽度比所述漏极槽的宽度更宽，并且所述漏极槽的宽度比所述栅极槽的宽度更宽。16.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述源极槽的底部与所述衬底接触，还具有第2导电型的阱接触区域，其在所述源极槽的底部形成为与所述阱区域接触，所述阱接触区域、...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪威，林哲也，丸井俊治，斋藤雄二，江森健太，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP