[发明专利]立式耐高压半导体装置及其制造方法有效
申请号: | 201380022008.1 | 申请日: | 2013-03-14 |
公开(公告)号: | CN104303312B | 公开(公告)日: | 2018-03-20 |
发明(设计)人: | 田中敦之;岩室宪幸;原田信介 | 申请(专利权)人: | 富士电机株式会社 |
主分类号: | H01L29/78 | 分类号: | H01L29/78;H01L21/336;H01L29/12 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司11021 | 代理人: | 李逸雪 |
地址: | 日本神*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 立式 高压 半导体 装置 及其 制造 方法 | ||
1.一种立式耐高压半导体装置,具有:
第1导电型的半导体基板;
在所述半导体基板上形成、且浓度比所述半导体基板更低的第1导电型半导体层;
在所述半导体层的表面选择性地形成的高浓度的第2导电型半导体层;
在所述第1导电型半导体层和所述第2导电型半导体层之上形成、且浓度较低的半导体的第2导电型基极层;
在该第2导电型基极层的表面层选择性地形成的第1导电型源极区域;
以从表面贯通所述第2导电型基极层而到达所述第1导电型半导体层的方式形成的第1导电型阱区;
栅极电极层,其隔着栅极绝缘膜设置在被所述第1导电型源极区域和所述第1导电型阱区所夹着的所述第2导电型基极层的表面露出部上的至少一部分;
经由所述第1导电型源极区域和接触辅助层而与所述第2导电型基极层连接的源极电极;以及
在所述第1导电型的半导体基板1的背面设置的漏极电极,
所述立式耐高压半导体装置的特征在于,
代替所述阱区,而使所述高浓度的第2导电型半导体层和所述第2导电型基极层在其一部分中进行了键合,以使得在俯视图所示时,作为键合部而包含距相对置的全部的所述源极区域的中心最远且等距离、并且距所述源极区域的与中心最远离的端部最近且等距离的点,
分别在第2导电型半导体层和基极层上一体地设置键合部,所述键合部包含:在俯视图所示时,距相对置的全部的所述源极区域的中心最远且等距离、并且距所述源极区域的与中心最远离的端部最近且等距离的点。
2.根据权利要求1所述的立式耐高压半导体装置,其特征在于,
通过外延生长来形成第1导电型的半导体基板、和在所述半导体基板上形成且浓度比所述半导体基板更低的第1导电型半导体层,
利用离子注入法在所述半导体层的表面选择性地形成高浓度的第2导电型半导体层,
利用外延生长法在所述第1导电型半导体层和所述第2导电型半导体层之上形成浓度较低的第2导电型基极层,
在该第2导电型基极层的表面层上选择性地形成第1导电型源极区域,
利用离子注入法以从表面贯通所述第2导电型基极层而到达所述第1导电型半导体层的方式形成第1导电型阱区。
3.根据权利要求1或者2所述的立式耐高压半导体装置,其特征在于,
所述半导体材料是带隙2.2eV以上的半导体材料。
4.根据权利要求1或者2所述的立式耐高压半导体装置,其特征在于,
所述半导体材料是碳化硅。
5.根据权利要求4所述的立式耐高压半导体装置,其特征在于,
所述第1导电型的半导体基板的结晶学意义上的面指数是相对于(000-1)倾斜0度以上且10度以内的任意角度的面。
6.根据权利要求4所述的立式耐高压半导体装置,其特征在于,
所述第1导电型的半导体基板的结晶学意义上的面指数是相对于(0001)倾斜0度以上且10度以内的任意角度的面。
7.一种立式耐高压半导体装置的制造方法,
在第1导电型SiC半导体基板上外延生长成为漂移层的第1导电型SiC层,
对所述第1导电型SiC层的规定区域进行离子注入而形成第2导电型半导体层,
在所述第1导电型SiC层和所述第2导电型半导体层上外延生长第2导电型半导体的基极层,
对所述第2导电型半导体层和所述第2导电型半导体的基极层的一部分进行离子注入而形成第1导电型翻转层,以使所述第2导电型半导体层和所述第2导电型半导体的基极层进行键合的键合部一部分残留,
将第1导电型源极层的源极区域和第2导电型接触层选择性地形成在所述第2导电型基极层内,
分别在第2导电型半导体层和基极层上一体地设置键合部,所述键合部包含:在俯视图所示时,距相对置的全部的所述源极区域的中心最远且等距离、并且距所述源极区域的与中心最远离的端部最近且等距离的点。
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