碳化硅MOS场效应晶体管以及其制造方法技术

技术编号:3182031 阅读:163 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在低浓度p型淀积膜内具备沟道区域和通过离子注入返型成n型的基极区域的SiC纵型MOSFET,在截止时会引起栅极氧化膜的绝缘破坏,从而妨碍了高耐压化。本发明专利技术通过以下的方式来解决。即,在低浓度p型淀积膜和高浓度栅极层之间设置低浓度n型淀积膜,并且,在低浓度p型淀积膜内有选择地形成通过离子注入返型成n型的基极区域,由此增大高浓度栅极层和沟道区域以及栅极氧化膜之间的淀积膜的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以碳化硅为原料的低通态电阻、高电压的纵型MOSFET的结构以及制造方法。
技术介绍
单晶碳化硅(SiC)与单晶硅(Si)相比,具有带隙宽、绝缘破坏强度大、电子的饱和漂移速度大等优良的物理性能。因而,通过将SiC用作原材料,可以制作超过了Si的界限的高耐压且低电阻的电力用半导体元件。另外,SiC与Si同样具有通过热氧化可以形成绝缘层的特征。从这几点来看,我们认为可以实现以单晶SiC为原料的高耐压且低通态电阻的纵型MOSFET,并进行多次的研究开发。在将SiC用作原料时,通过一般应用在Si上的双重扩散法制作纵型MOSFET是行不通的。这是因为杂质元素的扩散系数在SiC结晶内极小,故由于p以及n型杂质的横向扩散长度的差而不能形成沟道区域。因此,与Si的D-MOSFET类似的纵型MOSFET通过p以及n型杂质的离子注入来制作。但是,在该方法中,因离子注入而引起的大量的结晶缺陷残留在沟道区域内,并使在沟道内感应的导电电子散乱,因此电子迁移率降低。用双重离子注入法制作的SiC纵型MOSFET,其沟道迁移率为5cm2/Vs以下,与Si的D-MOSFET的约500cm2/Vs相比非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件,其特征在于:在第1导电型碳化硅衬底(1)上形成有由第1导电型碳化硅构成的第1淀积膜(2);在其上形成有由第1导电型碳化硅构成的第2淀积膜(33);进而,在其上形成有由第2导电型碳化硅构成的第3淀积膜( 32),在该第3淀积膜内有选择地形成有第1导电型的基极区域(4)和第2导电型的栅极区域(11);至少在该第2导电型的栅极区域的表面上隔着栅极绝缘膜(6)设有栅极(7);在所述第2导电型的栅极区域(11)内有选择地形成有第1导 电型的高浓度源极区域(5);漏极(10)与所述第1导电型碳化硅衬底(1)的表面低...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-11-18 334920/20041.一种半导体器件,其特征在于在第1导电型碳化硅衬底(1)上形成有由第1导电型碳化硅构成的第1淀积膜(2);在其上形成有由第1导电型碳化硅构成的第2淀积膜(33);进而,在其上形成有由第2导电型碳化硅构成的第3淀积膜(32),在该第3淀积膜内有选择地形成有第1导电型的基极区域(4)和第2导电型的栅极区域(11);至少在该第2导电型的栅极区域的表面上隔着栅极绝缘膜(6)设有栅极(7);在所述第2导电型的栅极区域(11)内有选择地形成有第1导电型的高浓度源极区域(5);漏极(10)与所述第1导电型碳化硅衬底(1)的表面低电阻连接;在所述第1淀积膜(2)和所述第2淀积膜(33)之间设有第2导电型的高浓度栅极层(31);源极(9)与所述高浓度源极区域(5)和所述高浓度栅极层(31)的表面低电阻连接;该第2导电型的高浓度栅极层具有部分欠缺部(24),所述第2淀积膜(33)与所述第1淀积膜(2)在该部分欠缺部(24)直接相接,进而在该部分欠缺部(24)的投影区域,所述第3淀积膜(32)内的所述第1导电型的基极区域(4)与所述第2淀积膜(33)直接相接。2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,有选择地形成在所述第3淀积膜(32)内的所述第2导电型的栅极区域(11)的与所述栅极绝缘膜(6)相接的部分的第2导电型杂质浓度为2×10cm以下。3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,将所述第2导电型层的高浓度的栅极层(31)形成在所述第1淀积膜(2)内。4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第2导电型层的高浓度栅极层(31)为由形成在第1淀积膜(2)上的高浓度的第2导电型碳化硅构成的第4淀积膜。5.一种半导体器件的制造方法,用于制造权利要求1所述的半导体器件,其特征在于具有在所述第1淀积膜(2)上部分地形成所述第2导电型的高浓度栅极层(31)的工序,在该第2导电型的高浓度栅极层(31)上、以及在所述部分欠缺部(24)露出的所述第1淀...

【专利技术属性】
技术研发人员:八尾勉原田信介岗本光央福田宪司
申请(专利权)人:独立行政法人产业技术综合研究所
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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