具有SiC半导体本体的半导体器件和制造半导体器件的方法技术

本发明专利技术涉及具有SiC半导体本体的半导体器件和制造半导体器件的方法。本发明专利技术提供一种碳化硅衬底（700），其中碳化硅衬底（700）具有沟槽（750），该沟槽（750）从碳化硅衬底（700）的主表面（701）延伸到碳化硅衬底（700）中并且在沟槽底部（751）具有沟槽宽度（wg）。在碳化硅衬底（700）中构造屏蔽区（140），其中屏蔽区（140）沿着沟槽底部（751）延伸。在至少一个大致平行于沟槽底部（751）延伸的掺杂剂平面（105）中，屏蔽区（140）中在横向第一宽度（w1）上的掺杂剂浓度与掺杂剂浓度的最大值的偏差不超过10％。第一宽度（w1）小于沟槽宽度（wg）并且是沟槽宽度（wg）的至少30％。

Semiconductor device with SiC semiconductor body and method of manufacturing semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
具有SiC半导体本体的半导体器件和制造半导体器件的方法
本专利技术涉及具有SiC半导体本体的半导体器件、特别是具有低导通电阻和高抗压强度的半导体开关以及用于制造半导体器件的方法。
技术介绍
功率半导体器件在高抗压强度下承载相对高的负载电流。在垂直结构的功率半导体器件中，负载电流在半导体本体的两个彼此相对的主表面之间流动，其中电流承载能力可以通过半导体本体的水平范围和在半导体本体中构造的漂移区的垂直范围上的耐压强度来进行调节。在功率半导体开关、如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）中，栅电极通过栅极电介质电容式耦合到体区并且例如通过在体区中暂时形成的反型沟道来开关负载电流。在由具有固有高击穿场强的材料、诸如碳化硅（SiC）构成的半导体本体中，栅极电介质在截止情况下遭受强电场，使得可以规定栅极电介质的击穿强度，可以通过漂移区的垂直范围来调节半导体开关的耐压强度直至该击穿强度的电压。通常力求的是在不牺牲导通电阻的情况下进一步改善半导体器件的击穿强度。
技术实现思路
>本公开内容涉及一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造半导体器件的方法，其具有：/n提供碳化硅衬底（700），其中所述碳化硅衬底（700）具有沟槽（750），所述沟槽（750）从所述碳化硅衬底（700）的主表面（701）延伸到所述碳化硅衬底（700）中并且在沟槽底部（751）具有沟槽宽度（wg）;/n在所述碳化硅衬底（700）中构造屏蔽区（140），其中所述屏蔽区（140）沿着所述沟槽底部（751）延伸，在至少一个大致平行于所述沟槽底部（751）延伸的掺杂剂平面（105）中，所述屏蔽区（140）中在横向第一宽度（w1）上的掺杂剂浓度与所述掺杂剂平面（105）中掺杂剂浓度的最大值的偏差不超过10％；并且/n所述第一宽度（w1）小于所...

【技术特征摘要】
20181008 DE 102018124740.01.一种用于制造半导体器件的方法，其具有：
提供碳化硅衬底（700），其中所述碳化硅衬底（700）具有沟槽（750），所述沟槽（750）从所述碳化硅衬底（700）的主表面（701）延伸到所述碳化硅衬底（700）中并且在沟槽底部（751）具有沟槽宽度（wg）;
在所述碳化硅衬底（700）中构造屏蔽区（140），其中所述屏蔽区（140）沿着所述沟槽底部（751）延伸，在至少一个大致平行于所述沟槽底部（751）延伸的掺杂剂平面（105）中，所述屏蔽区（140）中在横向第一宽度（w1）上的掺杂剂浓度与所述掺杂剂平面（105）中掺杂剂浓度的最大值的偏差不超过10％；并且
所述第一宽度（w1）小于所述沟槽宽度（wg）并且是所述沟槽宽度（wg）的至少30％。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺杂剂平面（105）连接所述屏蔽区（740）中垂直掺杂剂分布的横向相邻的局部最大值。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还具有：
在所述沟槽（750）中构造场电介质（159），其中所述场电介质（159）在所述沟槽底部（751）具有第二宽度（w2）的开口（158），并且所述第二宽度（w2）小于所述第一宽度（w1）。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述场电介质（159）沿着所述沟槽（750）的侧壁（752）具有第一层厚度（th1）的侧壁区段（1593），所述开口（158）具有第二宽度（w2），并且其中所述第二宽度（w2）小于所述沟槽宽度（wg）与所述第一层厚度（th1）的两倍的差。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中构造所述屏蔽区（140）包括：
构造注入掩模（740），其中所述注入掩模（740）在所述沟槽底部（751）比在所述沟槽（750）的侧壁（752）处更薄地构造，并且
通过所述沟槽底部（751）引入掺杂剂原子。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中构造所述屏蔽区（140）包括：
构造注入掩模（740），其中所述注入掩模（740）在所述沟槽底部（751）处具有第三宽度（w3）的注入掩模开口（741），其中所述第三宽度（w3）大于所述第一宽度（w1）;并且
通过所述注入掩模开口（741）引入掺杂剂原子。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述掺杂剂平面（105）连接所述屏蔽区（740）中垂直掺杂剂分布的横向相邻的局部最大值，并且所述第一宽度（w1）与所述第三宽度（w3）和所述掺杂剂平面（105）距所述沟槽底部（751）的距离（d3）的两倍之间的差的偏差不超过±10％。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其中构造所述注入掩模（740）包括：
在所述沟槽（750）的侧壁（752）和沟槽底部（751）上构造注入掩模层;和
去除所述注入掩模层在所述沟槽底部（751）处的区段，其中所述注入掩模层的剩余区段形成所述注入掩模（740）。


9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中掺杂剂原子的引入包括在至少两种不同的加速能量下的注入，并且在所述注入之间改变所述注入掩模开口（741）的宽度。


10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法，其中在构造所述场电介质（159）之前去除所述注入掩模（740）。


11.根据权利要求10所述的方法，其中构造所述场电介质（159）包括：
构造场电介质层（259），其中所述场电介质层（259）衬垫所述沟槽（750），和
去除所述场电介质层（259）在所述沟槽底部（751）处的区段。

【专利技术属性】
技术研发人员：A迈泽，C莱恩德茨，A毛德，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE