[发明专利]碳化硅纵型场效应晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅纵型场效应晶体管。

背景技术

纵型的MOSFET(MOS电场效应晶体管)那样的碳化硅纵型场效应晶体管(例如参照专利文献1)作为形成于碳化硅基板上的开关元件，一直以来被用于半导体装置中。在本说明书中例示了碳化硅纵型MOSFET作为碳化硅纵型场效应晶体管来进行说明，但本发明当然并不限于此。

图6中表示作为以往的碳化硅(以下简称为“SiC”。)电场效应晶体管之一的N沟道MOSFET的截面构造。

在N型SiC基板1的表面形成N型SiC层2，在该N型SiC层2的表面形成多个P型区域3，在P型区域3的表面形成N型源极区域4和P型接触(contact)区域5，进而在N型源极区域4和P型接触区域5的表面上形成源极电极8。此外，在N型源极5间的P型区域3与N型SiC层的表面上经由栅极绝缘膜6形成栅极电极7。此外，在背面侧形成漏极电极9。

此外，图7为在表面上采用P型SiC层所形成的其他的N沟道MOSFET的截面构造图。在N型SiC基板1的表面形成N型的SiC层2，在该N型SiC层2的表面形成多个P型区域10。进而在表面上形成P型SiC层11。进而在没有形成P型区域10的N型SiC层2上的P型SiC层11上形成N型区域12，进而在P型碳化硅层11的表面上形成N型源极区域4和P型接触区域5，进而在N型源极区域4与P型接触区域5的表面上形成源极电极8。此外，在N型源极5间的P型区域3与N型碳化硅层表面上经由栅极绝缘膜6形成栅极电极7。此外在背面侧形成漏极电极9。

在图6以及图7构造的MOSFET中，相对于源极电极8而言，在对漏极电极9施加了正电压的状态下对栅极电极7施加栅极阈值以下的电压的情况下，由于P区域3与N型SiC层2或者P型SiC层11与N型区域12之间的PN结是被逆偏置的状态，因此不流动电流。

另一方面，如果对栅极电极7施加栅极阈值以上的电压，则通过在栅极电极7正下方的P型区域3或者P型SiC层11的表面上形成反转层，从而流动电流，因此通过对栅极电极7施加的电压能够进行MOSFET的开关动作。

但是，在对漏极电极施加了高电压的情况下，尤其在MOSFET截止等时处于对漏极电极施加了高电压的状态。此时如果对栅极绝缘膜施加大的电场，则有时栅极绝缘膜的绝缘破坏和栅极绝缘膜的可靠性显著降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11121748号公报

发明内容

本发明的课题在于，在对漏极电极施加了高电压时，实现不会对栅极绝缘膜施加大的电场，能够提高栅极绝缘膜的破坏耐量的碳化硅纵型场效应晶体管。

用于解决课题的手段

上述的课题，通过以下的碳化硅纵型场效应晶体管被解决。

(1)、一种碳化硅纵型场效应晶体管，具备：

第1导电型的碳化硅基板和在该第1导电型碳化硅基板表面上形成的低浓度的第1导电型碳化硅层；

在该第1导电型碳化硅层表面上选择地形成的第2导电型区域；

在该第2导电型区域内形成的第1导电型源极区域；

在第2导电型区域内的第1导电型源极区域之间形成的高浓度的第2导电型区域；

与该高浓度的第2导电型区域以及第1导电型源极区域电连接的源极电极；

在从形成于相邻的第2导电型区域上的第1导电型源极区域到第2导电型区域以及第1导电型碳化硅层上所形成的栅极绝缘膜；

形成于该栅极绝缘膜上的栅极电极；和

在第1导电型碳化硅基板的背面侧上的漏极电极，

该碳化硅纵型场效应晶体管在第2导电型区域与第1导电型碳化硅层之间设置雪崩产生单元。

(2)、一种碳化硅纵型场效应晶体管，具备：

第1导电型的碳化硅基板和在该第1导电型碳化硅基板表面上形成的低浓度的第1导电型碳化硅层；

在该第1导电型碳化硅层表面上选择地形成的第2导电型区域；

在该第2导电型区域内形成的第1导电型源极区域；

在第2导电型区域内的第1导电型源极区域之间形成的高浓度的第2导电型区域；

与该高浓度的第2导电型区域以及第1导电型源极区域电连接的源极电极；

在从形成于相邻的第2导电型区域上的第1导电型源极区域到第2导电型区域以及第1导电型碳化硅层上所形成的栅极绝缘膜；

形成于该栅极绝缘膜上的栅极电极；和

在第1导电型碳化硅基板的背面侧上的漏极电极，