專利名稱：碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用碳化硅(SiC)作為半導(dǎo)體材料的絕緣柵型半導(dǎo)體器件以及制造絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近來，SiC作為下一代的半導(dǎo)體材料正引起廣泛關(guān)注。SiC具有的電介質(zhì)擊穿電場(chǎng)為6MV/cm，該電場(chǎng)的大小比硅(Si)的大1個(gè)數(shù)量級(jí)。SiC的這種高電介質(zhì)擊穿特性會(huì)為半導(dǎo)體器件提供有利的特性，而這種特性是利用目前主流的Si型半導(dǎo)體器件不能實(shí)現(xiàn)的。具體來講，SiC半導(dǎo)體器件的高擊穿電壓和低損耗導(dǎo)致非常需要實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換器件的實(shí)際使用，所述功率轉(zhuǎn)換器件諸如是電功率、火車、車輛、電器設(shè)備等領(lǐng)域中的小且高效率的反相器和轉(zhuǎn)換器。作為這種SiC半導(dǎo)體器件，提出了一種絕緣柵型半導(dǎo)體器件，尤其是DMOS (雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的垂直MOSFET (M0S場(chǎng)效應(yīng)晶體管；金屬氧化物膜-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)(參照專利No. 3498459 (專利文獻(xiàn)1))。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，垂直MOSFET包括ρ基體 (主體)區(qū)、η+源區(qū)和由碳化硅制成的η+漏區(qū)；形成在P基底區(qū)的表面處的柵絕緣膜、設(shè)置在柵絕緣膜上的柵電極以及電流流經(jīng)的兩個(gè)主電極。通過向柵電極施加正電壓并且調(diào)節(jié)位于柵絕緣膜下方的P基底區(qū)的表面層處引入的反轉(zhuǎn)層中的電子濃度，來控制主電極之間的電流。引用列表專利文獻(xiàn)PTL 1 日本專利 No. 3498459

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題DMOS結(jié)構(gòu)的垂直型MOSFET器件由多個(gè)基本單元形成，每個(gè)基本單元用作DMOS結(jié)構(gòu)的M0SFET。將相鄰的基本單元布置成在邊界處形成接觸。由基本單元環(huán)繞的器件中的基本單元彼此影響并且表現(xiàn)出相同的性能。然而，位于最外圍(終端部分)的基本單元從環(huán)境接收不同的影響，使得其行為不同于內(nèi)部基本單元的行為。具體來講，在主電極之間沒有電流流過的截止?fàn)顟B(tài)下，電場(chǎng)集中在基體(主體)區(qū)的一部分中，從而導(dǎo)致器件的擊穿電壓降低的問題。根據(jù)在終端部分構(gòu)造中出現(xiàn)的這種問題，評(píng)價(jià)和最佳化終端部分的構(gòu)造，以實(shí)現(xiàn)具有高擊穿電壓和高性能的本發(fā)明的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件。問題的解決方案本發(fā)明的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體層，其具有第一導(dǎo)電類型，形成在襯底上并且具有與接觸襯底的面的一側(cè)相反的第一主面；以及電極和互連，其形成在第一主面上。半導(dǎo)體層包括有源區(qū)，其形成為包括第一主面；以及外圍RESURF區(qū)，其形成為帶形，以便環(huán)繞有源區(qū)的外圍并包括第一主面。在有源區(qū)中，從平面視角來看由構(gòu)成多邊形的虛擬邊界線環(huán)繞的多個(gè)基本單元被布置成沒有間隙，以便在邊界線處形成接觸。多個(gè)基本單元中的每個(gè)在主面處具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，所述主體區(qū)構(gòu)成多邊形的大體相似形。外圍RESURF區(qū)具有第二導(dǎo)電類型，被形成為包括構(gòu)成有源區(qū)最外圍的基本單元中的主體區(qū)。外圍RESURF區(qū)的不含主體區(qū)的部分的寬度大于或等于至少半導(dǎo)體層的厚度的1/2。根據(jù)本發(fā)明，外圍RESURF區(qū)用于緩解集中在位于最外圍的主體區(qū)的一部分中的電場(chǎng)，從而允許提高碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的擊穿電壓。在距離所述第一主面達(dá)到0. 05 μ m的深度的所述半導(dǎo)體層的表面區(qū)域處，所述第二導(dǎo)電類型外圍RESURF區(qū)的平均雜質(zhì)濃度優(yōu)選地高于所述第二導(dǎo)電類型主體區(qū)的平均雜質(zhì)濃度，更優(yōu)選地大于或等于所述第二導(dǎo)電類型主體區(qū)的平均雜質(zhì)濃度的三倍。主體區(qū)中的表面區(qū)域的平均雜質(zhì)濃度與碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的、諸如閾值電壓和溝道遷移率的電特性密切相關(guān)，并且接近IX 1016cm_3，尤其大致為2X1016cm_3。如果外圍RESURF區(qū)中的表面區(qū)域的平均雜質(zhì)濃度低于主體區(qū)中的表面區(qū)域的平均雜質(zhì)濃度， 則當(dāng)碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，主體區(qū)中的表面層將耗盡，從而致使碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)不穩(wěn)定。通過將外圍RESURF區(qū)中的表面區(qū)域的平均雜質(zhì)濃度設(shè)定成高于主體區(qū)中的平均雜質(zhì)濃度，防止耗盡層被引入到主體區(qū)中的表面區(qū)域中，從而使得轉(zhuǎn)變到導(dǎo)通狀態(tài)穩(wěn)定。所述主體區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度分布，所述雜質(zhì)濃度分布在距離所述第一主面的深度方向上具有最大值。在深度對(duì)應(yīng)于主體區(qū)中的所述最大值處，所述外圍 RESURF區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度優(yōu)選地小于或等于所述主體區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度的最大值的1/3。另外，所述外圍RESURF區(qū)距離所述第一主面的深度優(yōu)選地大于所述主體區(qū)距離所述第一主面的深度。因此，在主體區(qū)的一部分處將不再出現(xiàn)電場(chǎng)集中。外圍RESURF區(qū)足以用作電場(chǎng)緩解層，從而導(dǎo)致碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的擊穿電壓提高。所述外圍RESURF區(qū)具有ρ導(dǎo)電類型，優(yōu)選地包括用于雜質(zhì)體的硼。就碳化硅而言， 可以引用鋁和硼作為P型雜質(zhì)。硼具有的離子注入范圍大于鋁的離子注入范圍，從而允許形成較深的雜質(zhì)區(qū)。從平面視角來看呈現(xiàn)帶形形狀的所述外圍RESURF區(qū)的外圍構(gòu)成具有四個(gè)拐角為圓弧形的倒角四邊形。所述外圍的倒角部分的半徑優(yōu)選地大于或等于漂移半導(dǎo)體層的厚度。通過使四個(gè)外圍拐角為圓弧形，緩解了電場(chǎng)集中，從而允許進(jìn)一步提高絕緣柵場(chǎng)半導(dǎo)體元件的擊穿電壓。優(yōu)選地，設(shè)置具有與外圍RESURF區(qū)的第二導(dǎo)電類型相同的第二導(dǎo)電類型的至少一個(gè)或多個(gè)保護(hù)環(huán)，使其環(huán)繞外圍RESURF區(qū)。由于保護(hù)環(huán)用于緩解電場(chǎng)，因此碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的擊穿電壓可以進(jìn)一步提高。由金屬制成的帶狀柵極內(nèi)襯互連布置在外圍RESURF區(qū)上，并且下方有絕緣膜。優(yōu)選地，柵極內(nèi)襯互連電連接到位于最外圍的基本單元的所有柵電極。通過在柵極內(nèi)襯互連和最外圍的所有柵電極之間的電連接，可以減小碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的柵電阻，從而允許在高頻下工作。從平面視角來看位于外圍RESURF區(qū)和最外圍的基本單元之間的疊置區(qū)處的柵電極的基本正下方，具有的雜質(zhì)濃度高于主體區(qū)的雜質(zhì)濃度的反轉(zhuǎn)防止區(qū)被優(yōu)選地形成為包括第一主面。其雜質(zhì)濃度優(yōu)選地等于第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)的雜質(zhì)濃度。通過提供上述反轉(zhuǎn)防止區(qū)，在柵電極的基本正下方的半導(dǎo)體層表面處不太可能形成反轉(zhuǎn)層，從而允許提高碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的擊穿電壓。優(yōu)選地，從平面視角來看，上述的基本單元的形狀是六邊形。通過平面視角看的這種六邊形形狀，基本單元中形成的主體區(qū)類似地呈現(xiàn)類似的六邊形。由于主體區(qū)的每個(gè)頂角將呈現(xiàn)鈍角，因此可以減少電場(chǎng)的集中，從而允許提高碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的擊穿電壓。優(yōu)選地，第一主面相對(duì)于W001]平面傾斜大于或等于50°且小于或等于65°。具體來講，所述第一主面優(yōu)選地是
平面。通過在采用碳化硅的情況下設(shè)定其中形成反轉(zhuǎn)層的第一主面的面取向，反轉(zhuǎn)層中電子的遷移率可以增加，從而允許實(shí)現(xiàn)低損耗的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件。一種制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟準(zhǔn)備襯底；在所述襯底處，形成用于離子注入的掩模構(gòu)件；通過光刻，將所述掩模構(gòu)件處理成預(yù)定形狀；以及使用所述掩模構(gòu)件作為掩模來執(zhí)行離子注入。優(yōu)選地，同時(shí)形成外圍RESURF區(qū)和保護(hù)環(huán)。通過同時(shí)形成外圍RESURF區(qū)和保護(hù)環(huán)，允許簡化碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的制造步驟。一種制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟準(zhǔn)備襯底；在所述襯底處，形成用于離子注入的掩模構(gòu)件；通過光刻，將所述掩模構(gòu)件處理成預(yù)定形狀；以及使用所述掩模構(gòu)件作為掩模來執(zhí)行離子注入。優(yōu)選地，同時(shí)形成接觸區(qū)和防反轉(zhuǎn)層。接觸區(qū)和反轉(zhuǎn)防止區(qū)的同時(shí)形成，允許簡化碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的制造步驟。本發(fā)明的有益效果根據(jù)上述本發(fā)明的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，允許半導(dǎo)體器件具有高擊穿電壓和高性能。


圖1示出碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的終端部分的橫截面構(gòu)造。圖2A是示出碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的示意性平面構(gòu)造的示意性頂視圖。圖2B示出碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的示意性平面構(gòu)造，其示出了第一主面上的雜質(zhì)區(qū)。圖3A是與碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的圖2B中的部分A的放大部分相對(duì)應(yīng)的第一主面的平面圖，這與基本單元呈現(xiàn)四邊形形狀的情況相對(duì)應(yīng)。圖3B是與碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的圖2B中的部分A的放大部分相對(duì)應(yīng)的第一主面的平面圖，這與基本單元呈現(xiàn)六邊形形狀的情況相對(duì)應(yīng)。圖4A是碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的基本單元構(gòu)造的第一主面的平面圖，這對(duì)應(yīng)于基本單元呈現(xiàn)四邊形形狀的情況。圖4B是碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的基本單元構(gòu)造的第一主面的平面圖，這對(duì)應(yīng)于基本單元呈現(xiàn)六邊形形狀的情況。圖5示出碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件中的基本單元的橫截面構(gòu)造。圖6示出具有引入的防反轉(zhuǎn)層的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件中的終端部分的橫截面構(gòu)造。
圖7是碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的制造步驟的流程圖。圖8A是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成外延生長步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8B是沿著圖8A的VIIIB-VIIIB截取的示意性截面圖。圖8C是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成主體區(qū)、源區(qū)和接觸區(qū)形成步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8D是沿著圖8C的線VIIID-VIIID截取的示意性截面圖。圖8E是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成外圍RESURF區(qū)和保護(hù)環(huán)形成步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8F是沿著圖8E的線VIIIF-VIIIF截取的示意性截面圖。圖8G是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成氧化步驟和柵電極形成步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8H是沿著圖8G的線VIIIH-VIIIH截取的示意性截面圖。圖81是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成歐姆電極形成步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8J是沿著圖81的線VIIIJ-VIIIJ截取的示意性截面圖。圖8K是根據(jù)制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的方法完成互連形成步驟的時(shí)間點(diǎn)處的頂視圖。圖8L是沿著圖8K的線VIIIL-VIIIL截取的示意性截面圖。圖9示出在碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的主體區(qū)形成步驟中通過高斯逼近計(jì)算出的在深度方向上的雜質(zhì)分布的結(jié)果。圖10示出在碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的源區(qū)形成步驟中通過高斯逼近計(jì)算出的在深度方向上的雜質(zhì)分布的結(jié)果。圖11示出在碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的接觸區(qū)形成步驟中通過高斯逼近計(jì)算出的在深度方向上的雜質(zhì)分布的結(jié)果。圖12示出在碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件的外圍RESURF區(qū)形成步驟中通過高斯逼近計(jì)算出的在深度方向上的雜質(zhì)分布的結(jié)果。圖13A是示意性示出在通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)的方法中的第一步驟的截面圖。圖13B是示意性示出在通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)的方法中的第二步驟的截面圖。圖13C是示意性示出在通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)的方法中的第三步驟的截面圖。圖13D是示出在通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)的方法中的第四步驟的示意性截面圖。圖13E是示出在通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)的方法中的第五步驟的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。在附圖中，相同或?qū)?yīng)的元件被分配相同的附圖標(biāo)記，將不再重復(fù)對(duì)其的描述。在圖1中，示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件100的終端部分(后面描述的圖3A和圖3B中示出的線I-I的截面)的截面構(gòu)造。參照?qǐng)D1，根據(jù)本實(shí)施例的絕緣柵型半導(dǎo)體器件包括襯底131 (支撐襯底)、半導(dǎo)體層132、柵氧化物膜141、柵電極142、層間絕緣膜143、歐姆電極144、源互連101和柵極內(nèi)襯互連102。半導(dǎo)體層132 具有彼此相反的第一主面137和第二主面138。第二主面138接觸襯底131。半導(dǎo)體層132 包括主體區(qū)133、源區(qū)134、接觸區(qū)135、外圍RESURF區(qū)105以及保護(hù)環(huán)106和107，所有形成的這些都包括第一主面137。襯底131由具有例如4H多型的六方晶系碳化硅(SiC)形成。襯底131具有η.型的導(dǎo)電性，并且厚度大致是400 μ m。雖然未在圖1中示出，但是在襯底的與接觸半導(dǎo)體層 132的主面相反的主面上形成漏電極。為了實(shí)現(xiàn)碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件100的低損耗， 襯底131所需的是低電阻。襯底131具有的雜質(zhì)濃度范圍是5X1018cm_3至6X1019cm_3，并且其電阻率大致是0.5至2mΩ -Cm0氮是常規(guī)的η型雜質(zhì)。雖然當(dāng)雜質(zhì)濃度變得更高時(shí)電阻將變得更低，但是如果雜質(zhì)濃度超過6X1019CnT3，則結(jié)晶度將會(huì)裂化。接觸半導(dǎo)體層132 的第二主面138的襯底的主面具有面取向{0001}。更優(yōu)選地，相對(duì)于面取向{0001}的偏離角大于或等于50°且小于或等于65°。例如，面取向{03-38}是優(yōu)選的。在襯底131的主面接近面取向{03-38}的情況下，通過利用同質(zhì)外延生長在襯底131上形成半導(dǎo)體層132， 半導(dǎo)體層132的第一主面137的面取向可以被設(shè)定成接近{03-38}。半導(dǎo)體層132是通過外延生長在襯底131上形成的SiC層。半導(dǎo)體層132與碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件100的擊穿電壓緊密相關(guān)。例如，當(dāng)器件的擊穿電壓大致是IkV時(shí)，η 型雜質(zhì)濃度大致為5X1015cm_3，并且其厚度大致為10 μ m。雖然第一主面137可以具有面取向{0001}，但是第一主面137優(yōu)選地相對(duì)于面取向{0001}具有的偏離角大于或等于50° 且小于或等于65°。例如，第一主面137具有面取向{03-38}。第一主面137的這種面取向允許后面將描述的大致柵電極142正下方的半導(dǎo)體層132中的溝道區(qū)145處形成的反轉(zhuǎn)層中的電子遷移率增大。因此，碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件100能夠具有低損耗。雖然在圖1中未示出，但是半導(dǎo)體層132可以包括緩沖層，該緩沖層距離半導(dǎo)體層132的第二主面 138的厚度大致為0. 5 μ m，具有大致5 X 1017cm_3的η型雜質(zhì)濃度。在半導(dǎo)體層132中形成主體區(qū)133，以便包括半導(dǎo)體層132的第一主面137 (參照?qǐng)D1)。圖4Α和圖4Β示出半導(dǎo)體層132的第一主面137上的每個(gè)雜質(zhì)區(qū)的平面圖。圖4Α 對(duì)應(yīng)于從平面視角來看基本單元110呈現(xiàn)四邊形形狀的情況，而圖4Β對(duì)應(yīng)于從平面視角來看基本單元120呈現(xiàn)六邊形形狀的情況。參照?qǐng)D4Α和圖4Β，主體區(qū)133從平面視角來看基本上類似于基本單元(110或120)的邊界線(111或121)并且形成在基本單元中。作為本實(shí)施例的示例，在圖9和表1中分別示出用于形成主體區(qū)133和在深度方向上的雜質(zhì)濃度分布的離子注入條件。表 1
FWzΓμξ. Γ^Ι ΓΜ .
離子種類AlAlAlAlAl
加速電壓(keV)3575240400600
權(quán)利要求
1.一種碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件(100)，包括 支撐襯底(131)；第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層(132)，所述半導(dǎo)體層(132)形成在所述支撐襯底上并且具有第一主面(137)，所述第一主面(137)與接觸所述支撐襯底的面的一側(cè)相反；以及電極(142)和互連(101)，所述電極(142)和所述互連(101)形成在所述主面上， 所述半導(dǎo)體層包括有源區(qū)(108)和外圍RESURF區(qū)(105)，所述有源區(qū)(108)形成為包括所述第一主面，所述外圍RESRUF區(qū)(105)形成為帶形以便環(huán)繞所述有源區(qū)的外圍并且包括所述第一主面，所述有源區(qū)具有被從平面視角來看構(gòu)成多邊形的虛擬邊界線環(huán)繞的多個(gè)基本單元，所述多個(gè)基本單元被布置成沒有間隙以便在所述邊界線處形成接觸，所述多個(gè)基本單元中的每個(gè)在所述主面上包括第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)(133)，所述主體區(qū)(133)構(gòu)成所述多邊形的相似形，所述第二導(dǎo)電類型的所述外圍RESURF區(qū)被形成為包括所述多個(gè)基本單元之中的構(gòu)成所述有源區(qū)的最外圍的基本單元中的所述主體區(qū)，以及所述外圍RESURF區(qū)的不含所述主體區(qū)的部分的寬度大于或等于至少所述半導(dǎo)體層的厚度的1/2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，在距離所述第一主面達(dá)到0. 05 μ m的深度的所述半導(dǎo)體層的表面區(qū)域處，所述第二導(dǎo)電類型的外圍RESURF區(qū)的平均雜質(zhì)濃度高于所述第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)的平均雜質(zhì)濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，在距離所述第一主面達(dá)到0. 05 μ m的深度的表面區(qū)域處，所述外圍RESURF區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的平均雜質(zhì)濃度大于或等于所述主體區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的平均雜質(zhì)濃度的3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述主體區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度，該雜質(zhì)濃度變化成以使得在相對(duì)于所述第一主面的深度方向上具有最大值，在與所述最大值相對(duì)應(yīng)的深度處，所述外圍RESURF區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度小于或等于所述主體區(qū)中的雜質(zhì)濃度的最大值的1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述外圍RESURF區(qū)距離所述第一主面的深度大于所述主體區(qū)距離所述第一主面的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中， 所述外圍RESURF區(qū)是ρ導(dǎo)電類型，并且包含硼作為雜質(zhì)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，在平面視角中呈現(xiàn)帶形的所述外圍RESURF區(qū)的外圍構(gòu)成倒角四邊形，該倒角四邊形的四個(gè)拐角為圓弧形，所述外圍的倒角部分的半徑大于或等于所述半導(dǎo)體層的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體層包括至少一個(gè)環(huán)繞所述外圍RESURF區(qū)并且具有所述第二導(dǎo)電類型的保護(hù)環(huán)(106，107)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述互連包括以在下方夾著絕緣膜的方式布置在所述外圍RESURF區(qū)上的柵極內(nèi)襯互連(102)，所述柵極內(nèi)襯互連(102)由金屬制成并且具有帶形， 所述電極包括柵電極(142)，并且所述柵極內(nèi)襯互連電連接到在所述多個(gè)基本單元之中的位于最外圍的每個(gè)基本單元中的所述柵電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中， 所述電極包括柵電極，所述半導(dǎo)體層包括反轉(zhuǎn)防止區(qū)(136)，所述反轉(zhuǎn)防止區(qū)(136)大致上在位于從平面視角來看最外圍的所述基本單元和所述外圍RESURF區(qū)之間的疊置區(qū)處的所述柵電極(142) 的正下方，所述反轉(zhuǎn)防止區(qū)(136)包括所述第一主面并且具有高于所述主體區(qū)的雜質(zhì)濃度的雜質(zhì)濃度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述多個(gè)基本單元中的每個(gè)包括所述主體區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)(135) 以便包括所述第一主面，所述反轉(zhuǎn)防止區(qū)是所述第二導(dǎo)電類型，并且具有與所述接觸區(qū)中的所述第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度相等的雜質(zhì)濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中， 所述多個(gè)基本單元中的每個(gè)具有從平面視角來看呈六邊形的形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中，所述第一主面相對(duì)于10001}面傾斜大于或等于50°且小于或等于65°。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件，其中， 所述第一主面是103-38}面。
15.一種制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件(100)的方法，包括以下步驟 準(zhǔn)備襯底(200)；在所述襯底上形成用于離子注入的掩模構(gòu)件(300)； 通過光刻將所述掩模構(gòu)件處理成預(yù)定形狀；以及使用所述掩模構(gòu)件作為掩模來執(zhí)行離子注入；通過執(zhí)行離子注入的所述步驟，來同時(shí)地形成外圍RESURF區(qū)(105)和保護(hù)環(huán)(106和 107)。
16.一種制造碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件(100)的方法，包括以下步驟 準(zhǔn)備襯底(200)；在所述襯底上形成用于離子注入的掩模構(gòu)件(300)； 通過光刻將所述掩模構(gòu)件處理成預(yù)定形狀；以及使用所述掩模構(gòu)件作為掩模來執(zhí)行離子注入；通過執(zhí)行離子注入的所述步驟，來同時(shí)地形成接觸區(qū)(135)和反轉(zhuǎn)防止區(qū)(136)。
全文摘要
所公開的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體元件(100)的終端構(gòu)造提供有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層(132)，其具有第一主面(137)；柵電極(142)；以及源布線(101)。其中在半導(dǎo)體層(132)內(nèi)提供第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)(133)、第一導(dǎo)電類型的源區(qū)(134)、第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)(135)和外圍RESURF區(qū)(105)以及。外圍RESURF區(qū)(105)的不含主體區(qū)(133)的部分具有至少1/2半導(dǎo)體層(132)的厚度的寬度。由此，可以提供高電壓、高性能的碳化硅絕緣柵型半導(dǎo)體器件(100)。
文檔編號(hào)H01L29/12GK102484126SQ201180003503
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者和田圭司, 增田健良, 穗永美紗子 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社