半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置包含：第1导电型的半导体层，具有单元部及配置在所述单元部的周围的外周部；以及表面绝缘膜，以横跨所述单元部及所述外周部的方式配置，形成为在所述单元部比在所述外周部的部分薄。比在所述外周部的部分薄。比在所述外周部的部分薄。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]本申请是如下专利技术专利申请的分案申请：专利技术名称：半导体装置；申请号：201810310958.9；申请日：2014年3月4日。


[0002]本专利技术涉及半导体装置。

技术介绍

[0003]一直以来，主要在马达控制系统、电力转换系统等各种功率电子学领域的系统中使用的半导体功率器备受瞩目。
[0004]作为这种半导体功率器件，提出例如具有沟槽栅构造的SiC半导体装置。
[0005]例如，专利文献1公开了一种场效应晶体管，包括：n
＋
型的SiC衬底；形成在该SiC衬底上的n
－
型的外延层（漂移区域）；形成在外延层的表面侧的p型的主体（body）区域；在主体区域内形成在其表面侧的n
＋
型的源极区域；以贯通源极区域及主体区域而达到漂移区域的方式形成的格子状的栅极沟槽；形成在栅极沟槽的内表面的栅极绝缘膜；埋设于栅极沟槽的栅极电极；在被格子状的栅极沟槽包围的位置以贯通源极区域及主体区域而达到漂移区域的方式形成的源极沟槽；以及以进入源极电极的方式形成的源极电极。
[0006]现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－134910号公报。

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供不牺牲以往的耐压特性而能够提高表面金属层的平坦性的半导体装置。
[0008]用于解决课题的方案本专利技术的半导体装置包含：第1导电型的半导体层，具有单元部及配置在所述单元部的周围的外周部；以及表面绝缘膜，以横跨所述单元部及所述外周部的方式配置，形成为在所述单元部比在所述外周部的部分薄。
[0009]依据该结构，通过选择性地减薄单元部的表面绝缘膜，例如在表面绝缘膜形成有开口（接触孔等）的情况下，能够减小表面绝缘膜的表面与单元部的表面（器件表面）的阶梯差（凹凸）。由此，在向该开口埋入金属而在表面绝缘膜上形成表面金属层时，能够提高该表面金属层的平坦性。因此，例如在表面金属层接合引线的情况下，能够提高表面金属层和引线的密合性。其结果，能够良好地接合引线，因此能够提高引线接合部的可靠性。进而，表面金属层的平坦性优良，因此在引线接合时，能够防止超声波振动、压力对器件造成破坏，从而能够防止组装成品率的下降。
[0010]另一方面，外周部的表面绝缘膜的厚度能够与单元部的表面绝缘膜的厚度分开设
计。因此，通过设计成不会影响外周部的电场分布的厚度，能够维持耐压特性。即，依据该结构，在改善表面金属层的平坦性之际，能够防止耐压特性的变动或该变动造成的耐压不良。
[0011]所述半导体装置也可以包含：形成在所述单元部的表面侧的栅极沟槽；以及隔着栅极绝缘膜埋入所述栅极沟槽并且当导通时在所述栅极沟槽的侧部形成沟道的栅极电极，所述外周部具有配置在所述栅极沟槽的深度以上的深度位置的半导体表面，还包含具有形成在所述外周部的所述半导体表面的第2导电型的半导体区域的耐压构造。
[0012]依据该结构，能够将耐压构造形成在与栅极沟槽的深度相等或以上的深度位置。由此，能够使从栅极沟槽的底部到半导体层的背面为止的该半导体层的厚度厚于构成耐压构造的从半导体区域到该背面为止的厚度。其结果，能够使耐压构造稳定地分担施加在半导体层的表面侧－背面侧间的电场。因而，能够不依赖栅极沟槽的深度而在半导体层形成稳定的电场分布，因此能够很好地缓冲电场对栅极沟槽的底部的集中。
[0013]所述半导体装置也可以进一步包含：用于对所述栅极电极取得接触的栅极指（gate finger），所述栅极沟槽包含在所述栅极指的下方横切所述栅极指的线状的沟槽。
[0014]依据该结构，由于施加栅极电压时容易集中电场的沟槽的角部（例如，格子状沟槽的交叉部的角等）不配置在栅极指的下方，能够提高栅极绝缘膜的可靠性、耐压。
[0015]所述栅极沟槽也可以包含：当导通时所述沟道形成在其侧部的内侧沟槽；以及由该内侧沟槽的延长部构成并且相对于该内侧沟槽配置在外侧的外侧沟槽，所述半导体装置进一步包含形成在所述外侧沟槽的侧部及底部的第2导电型的层。
[0016]依据该结构，通过与半导体层的导电型不同的第2导电型的层，能够由该第2导电型的层与半导体层的结（pn结）产生耗尽层。而且，该耗尽层使等电位面远离外侧沟槽，因此能够缓冲施加在外侧沟槽的底部的电场。因而，能够防止外侧沟槽的底部的破坏。
[0017]所述半导体装置也可以进一步包含：用于对所述栅极电极取得接触的栅极指，所述栅极沟槽选择性地形成在所述栅极指的下方区域，所述半导体装置进一步包含第1导电型的高浓度层，所述高浓度层形成在该下方区域中未形成所述栅极沟槽的所述半导体层的半导体表面，并且含有杂质浓度高于所述半导体层。
[0018]依据该结构，能够使杂质浓度高的高浓度层的氧化速率快于比它低浓度的半导体层。因此，在利用热氧化来形成栅极绝缘膜的情况下，在栅极指的下方区域，能够选择性地形成在栅极沟槽的上部较厚的氧化膜。由此，在施加栅极电压时减弱施加在栅极沟槽的上部边缘的电场，从而能够防止栅极绝缘膜的绝缘破坏。
[0019]所述单元部也可以包含：以在所述半导体层的表面露出的方式配置的第1导电型的源极区域；以与所述源极区域相接的方式配置并且在导通时形成所述沟道的第2导电型的沟道区域；以与所述沟道区域相接的方式配置的第1导电型的漏极区域；在所述半导体层的所述表面选择性地形成在以包含所述源极区域的方式划分的源极部的第2沟槽；以及选择性地配置在所述第2沟槽的底部并且与所述沟道区域电连接的第2导电型的沟道接触区域。
[0020]所述单元部也可以包含：以在所述半导体层的表面露出的方式配置的第1导电型的源极区域；以与所述源极区域相接的方式配置并且在导通时形成所述沟道的第2导电型的沟道区域；以与所述沟道区域相接的方式配置的第1导电型的漏极区域；在所述半导体层的所述表面选择性地形成在以包含所述源极区域的方式划分的源极部的第2沟槽；埋入所
述第2沟槽的沟槽埋入部；以及在所述源极部选择性地配置在比所述第2沟槽的底部高的位置并且与所述沟道区域电连接的第2导电型的沟道接触区域。
[0021]依据该结构，通过第2沟槽能够防止例如栅极沟槽的底部附近的等电位面的集中，并且能够缓和该底部附近的电位梯度。因此，能够缓冲电场对栅极沟槽的底部的集中。
[0022]另外，在第2沟槽埋入有沟槽埋入部，因此在半导体层的表面（器件表面），能够减小源极部与它以外的部分的阶梯差（凹凸）。由此，在该器件表面上形成表面金属层时，能够提高表面金属层的平坦性。因此，例如在表面金属层接合引线的情况下，能够提高表面金属层和引线的密合性。其结果，能够很好地接合引线，因此能够提高引线接合部的可靠性。进而，由于表面金属层的平坦性优良，所以在引线接合时，能够防止超声波振动、压力对器件造成破坏，从而能够防止组装成品率的下降。
[0023]而且，沟道接触区域配置在比第2沟槽的底部高的位置，因此，即便形成有第2沟槽，也能经由该沟道接触区域可靠地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其中包括：第一导电型的半导体层，其具有源极电极的下部区域及在所述源极电极的周围的区域所配置的外周部；绝缘膜，其以跨在所述源极电极的下部区域及所述外周部的方式配置，并且该绝缘膜在所述源极电极的下部区域处的部分形成为比在所述外周部处的部分薄。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体装置包括：栅极绝缘膜；以及在所述栅极绝缘膜的下部所设置的栅极电极。3.如权利要求2所述的半导体装置，其中，所述半导体装置包含用于对所述栅极电极取得接触的栅极指。4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，所述源极电极的下部区域包含：第1导电型的源极区域，其配置在所述半导体层的表面；第2导电型的沟道区域，其以与所述源极区域相接的方式配置并且在导通时形成沟道；以及第1导电型的漏极区域，其以与所述沟道区域相接的方式配置。5.如权利要求4所述的半导体装置，其中，所述绝缘膜具有SiO2膜。6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述栅极电极包含多晶硅。7.如权利要求6所述的半导体装置，其中，在所述源极电极的下部区域形成有多个以条纹状划分的单位单元。8.如权利要求7所述的半导体装置，其中，所述半导体层由SiC、GaN或金刚石构成。9.如权利要求8所述的半导体装置，其中，所述栅极电极包含铝。10.如权利要求9所述的半导体装置，其中，包括在所述绝缘膜的外周部上方所形成的栅极电极。11.一种半导体装置，其中包含：第1导电型的半导体层，其具有单元部及在所述单元部的周围所配置的外周部；以及表面绝缘膜，其以横跨所述单元部及所述外周部的方式配置，并且该表面绝缘膜在所述单元部处的部分与在所述外周部处的部分相比，其表面更加靠近所述半导体层的表面。12.如权利要求11所述的半导体装置，其中，所述半导体装置包含：栅极沟槽，其形成在所述单元部的表面侧；以及栅极电极，其隔着栅极绝缘膜被埋入所述栅极沟槽，当导通时在所述栅极沟槽的侧部形成沟道，所述外周部具有在所述栅极沟槽的深度以上的深度位置所配置的半导体表面，所述半导体装置还包含耐压构造，其具有在所述外周部的所述半导体表面所形成的第2导电型的半导体区域。13.如权利要求11所述的半导体装置，其中，所述单元部包含：
第1导电型的源极区域，其以在所述半导体层的表面露出的方式配置；第2导电型的沟道区域，其以与所述源极区域相接的方式配置并且在导通时形成所述沟道；第1导电型的漏极区域，其以与所述沟道区域相接的方式配置；第2沟槽，其在所述半导体层的所述表面选择性地形成在以包含所述源极区域的方式被划分的源极部；以及第2导电型...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野佑纪，中村亮太，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：