碳化硅半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

漂移层(2)由碳化硅构成，具有第1导电型。主体区域(5)在漂移层(2)上设置，具有第2导电型。源区域(3)在主体区域(5)上设置，具有第1导电型。栅绝缘膜(10)设置于将源区域(3)和主体区域(5)贯通的至少一个沟槽(6)的各自的内壁。保护层(7)至少具有位于沟槽(6)的下方的部分，与漂移层(2)接触，具有第2导电型。就第1低电阻层(8)而言，与沟槽(6)及保护层(7)接触，在深度方向上跨越沟槽(6)与保护层(7)之间的边界部(BD)，具有第1导电型，具有比漂移层(2)高的杂质浓度。就第2低电阻层(9)而言，与第1低电阻层(8)接触，远离沟槽(6)，具有第1导电型，具有比第1低电阻层(8)高的杂质浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及具有沟槽栅的碳化硅半导体装置及其制造方法。
技术介绍
作为电力用开关元件，已广泛地使用金属-氧化物-半导体-场效应晶体管(MOSFET：MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：)及绝缘栅双极晶体管(IGBT：InsulatedGateBipolarTransistor)这样的绝缘栅型的半导体装置。就绝缘栅型的半导体装置的导通状态而言，通过对栅电极施加阈值电压以上的电压以在主体区域形成沟道而得到。这样的绝缘栅型的半导体装置中的沟槽栅型的半导体装置具有从半导体层表面到达漂移层的沟槽，沟槽的侧面的主体区域作为沟道利用。通过该沟道结构，能够提高沟道宽密度。因此，元胞(セル)间距的缩小成为可能，能够提高装置性能。另一方面，作为能够实现高耐压性和低损耗的下一代的半导体装置，使用碳化硅(SiC)作为半导体材料的半导体装置(以下称为“碳化硅半导体装置”。)受到关注，对于沟槽栅型的碳化硅半导体装置也在进行着开发。就沟槽栅型的半导体装置而言，在半导体装置的关闭状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其具备：/n漂移层(2)，其由碳化硅构成，具有第1导电型；/n主体区域(5)，其在所述漂移层(2)上设置，具有第2导电型；/n源区域(3)，其在所述主体区域(5)上设置，具有所述第1导电型；/n栅绝缘膜(10)，其设置于将所述源区域(3)及所述主体区域(5)贯通的至少一个沟槽(6)的各自的内壁；/n栅电极(11)，其经由所述栅绝缘膜(10)而设置于所述沟槽(6)的各自中；/n至少一个保护层(7)，其至少具有位于所述沟槽(6)的下方的部分，与所述漂移层(2)接触，具有所述第2导电型；/n至少一个第1低电阻层(8)，其与所述沟槽(6)及...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其具备：
漂移层(2)，其由碳化硅构成，具有第1导电型；
主体区域(5)，其在所述漂移层(2)上设置，具有第2导电型；
源区域(3)，其在所述主体区域(5)上设置，具有所述第1导电型；
栅绝缘膜(10)，其设置于将所述源区域(3)及所述主体区域(5)贯通的至少一个沟槽(6)的各自的内壁；
栅电极(11)，其经由所述栅绝缘膜(10)而设置于所述沟槽(6)的各自中；
至少一个保护层(7)，其至少具有位于所述沟槽(6)的下方的部分，与所述漂移层(2)接触，具有所述第2导电型；
至少一个第1低电阻层(8)，其与所述沟槽(6)及所述保护层(7)接触，在深度方向上跨越所述沟槽(6)与所述保护层(7)之间的边界部(BD)，具有所述第1导电型，具有比所述漂移层(2)高的杂质浓度；和
至少一个第2低电阻层(9)，其与所述第1低电阻层(8)接触，远离所述沟槽(6)，具有所述第1导电型，具有比所述第1低电阻层(8)高的杂质浓度。


2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其中，所述第1低电阻层(8)的杂质浓度随着远离所述沟槽(6)而升高。


3.根据权利要求1或2所述的碳化硅半导体装置(102)，其中，所述第2低电阻层(9)与所述第1低电阻层(8)的底面接触。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳化硅半导体装置(103)，其中，所述第2低电阻层(9)与所述第1低电阻层(8)的侧面接触，
还具备：
第3低电阻层(17)，其与所述第1低电阻层(8)的底面、所述第2低电阻层(9)的底面和所述保护层(7)的侧面接触，具有所述第1导电型，具有比所述第1低电阻层(8)高的杂质浓度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置(101V)，其中，在截面视图中，
所述至少一个沟槽包含相邻的1对沟槽(6a、6b)，
与所述1对沟槽(6a、6b)对应地，所述至少一个第1低电阻层包含1对第1低电阻层(8a、8b)，且所述至少一个第2低电阻层包含1对第2低电阻层(9a、9b)，
所述1对第2低电阻层(9a、9b)的一个侧面与所述1对第2低电阻层(9a、9b)的另一侧面彼此接触。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置(101～105)，其中，在截面视图中，
所述至少一个沟槽包含相邻的1对沟槽(6a、6b)，
与所述1对沟槽(6a、6b)对应地，所述至少一个第1低电阻层包含1对第1低电阻层(8a、8b)，且所述至少一个第2低电阻层包含1对第2低电阻层(9a、9b)，
所述1对第2低电阻层(9a、9b)的一个侧面与所述1对第2低电阻层(9a、9b)的另一侧面被所述漂移层(2)隔开。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的碳化硅半导体装置(104)，其还具备电流扩散层(18)，所述电流扩散层(18)设置在所述主体区域(5)的下部与所述漂移层(2)之间，具有位于比所述保护层(7)的上端浅的下端，具有所述第1导电型，具有比所述第2低电阻层(9)高的杂质浓度。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其中，所述第2低电阻层(9)的所述第1导电型的杂质浓度为3×1017cm-3以下。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其中，面内方向上的所述第1低电阻层(8)的宽度为0.1μm以上。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的碳化硅半导体装置(101、101V、102～105)，其中，面内方向上的所述第2低电阻层(9)的宽度为0.1μm以上。


11.根据权利要求1至10...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中梨菜，菅原胜俊，福井峪，八田英之，宫田祐辅，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP