[发明专利]包括碳化硅主体的半导体器件以及制造方法

说明书

本发明公开了包括碳化硅主体的半导体器件以及制造方法。一种半导体器件（500）包括碳化硅主体（100），所述碳化硅主体（100）包括第一区段（171）和第二区段（172）。所述第一区段（171）位于与第二区段（172）相邻处。在所述第一和第二区段（171、172）中形成漂移区（130）。晶格缺陷区（190）位于第二区段（172）中的漂移区（130）的一部分中并且不存在于第一区段（171）的至少一部分中。在晶格缺陷区（190）中，包括间隙和空位的晶格缺陷（199）的密度是在晶格缺陷区（190）外部的漂移区（130）的一部分中的至少两倍高。

技术领域

本公开内容与半导体器件有关、特别地与具有晶体管单元和/或肖特基接触的碳化硅半导体器件有关。本公开内容此外与用于制造包括碳化硅主体的半导体器件的方法有关。

背景技术

功率半导体器件典型地是在用于变换电能的电路中、例如在DC/AC转换器、AC/AC转换器或AC/DC转换器中、以及在驱动重电感负载的电路中、例如在电动机驱动器电路中的开关和整流器。碳化硅（SiC）相比于硅的高介电击穿场强度促进SiC器件的应用，所述SiC器件与用于相同标称阻断电压的等效硅器件相比显著更薄。另一方面，碳化硅器件的电气参数倾向于以比针对等效硅器件而言通常是的情况更高的速率劣化。

存在对于改善碳化硅器件参数的长期稳定性的需要。

发明内容

本公开内容的实施例涉及半导体器件，所述半导体器件包括具有第一区段和第二区段的碳化硅主体。所述第一区段位于与第二区段相邻处。在所述第一和第二区段中形成漂移区。晶格缺陷区位于第二区段中的漂移区的一部分中，并且不存在于第一区段的至少一部分中。晶格缺陷区包括空位和间隙，其中在晶格缺陷区中，晶格缺陷的密度是在晶格缺陷区外部的漂移层的一区段中的至少两倍高。

本公开内容的另一实施例涉及用于制造半导体器件的方法。所述方法包括提供碳化硅衬底，所述碳化硅衬底包括第一区段和第二区段。所述第一区段位于与第二区段相邻处。碳化硅衬底在所述第一和第二区段中包括漂移层。所述方法此外包括在所述第二区段中的漂移层的一部分中形成晶格缺陷区。不在所述第一区段中形成晶格缺陷区。晶格缺陷区包括空位和间隙，其中在晶格缺陷区中，晶格缺陷的密度是在晶格缺陷区外部的漂移层的一区段中的至少两倍高。

附图说明

随附的附图被包括以提供对实施例的进一步理解，并且被并入在本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示了半导体器件以及用于制造半导体器件的方法的实施例，并且与描述一起用于解释实施例的原理。在以下详细描述和权利要求中描述另外的实施例。

图1图示了根据实施例的具有晶格缺陷区的半导体器件的一部分的示意性垂直横截面视图。

图2A-2D图示了根据在漂移区域的不同部分中具有晶格缺陷区的实施例的半导体器件的部分的示意性垂直横截面视图。

图3A-3E图示了根据实施例的半导体器件的部分的示意性水平横截面视图。

图4A-4B图示了根据具有沟槽栅极结构和一侧反型沟道的实施例的半导体器件的一部分的示意性水平的以及对应的垂直横截面视图。

图5示出了根据与具有平面栅极结构的晶体管单元有关的实施例的半导体器件的示意性横截面视图。

图6示出了根据与具有沟槽栅极结构以及两侧沟道的晶体管单元有关的实施例的半导体器件的示意性横截面视图。

图7示出了根据与沟槽栅极结构以及两侧沟道有关的实施例的半导体器件的示意性横截面视图。

图8示出了根据与前侧处的晶体管单元以及靠近后侧的晶格缺陷区有关的实施例的半导体器件的一部分的示意性垂直横截面视图。

图9A-9B是根据与合并引脚肖特基二极管有关的实施例的半导体器件的示意性垂直横截面视图。