[发明专利]具有由碳化硅构成的半导体本体的半导体装置

说明书

本公开涉及半导体装置，其具有SiC半导体本体。SiC半导体本体具有第一导电类型的第一半导体区和第二导电类型的第二半导体区。第一半导体区在SiC半导体本体的第一表面上电接触且与第二半导体区构成pn结。第一半导体区和第二半导体区沿垂直于第一表面的垂直方向重叠地布置。第一半导体区具有第一掺杂剂种类和第二掺杂剂种类。第一掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度在第一半导体区的与SiC半导体本体的第一表面相邻的第一部分中大于第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度。第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度在第一半导体区的与第二半导体区相邻的第二部分中大于第一掺杂剂种类的掺杂剂浓度，其中沿着第一和第二部分的垂直延伸来确定平均掺杂剂浓度。

技术领域

本公开内容涉及由碳化硅、即SiC构成的半导体装置。

背景技术

对SiC半导体装置、诸如SiC功率半导体场效应晶体管或SiC功率半导体二极管提出了关于在所规定的运行寿命期间的可靠性方面的要求。SiC半导体装置的可靠性不仅可以在运行时而且可以由半导体装置的制造决定地受到不同类型的机制影响。

本公开内容致力于改善SiC半导体装置的可靠性。

发明内容

本公开内容涉及一种半导体装置，该半导体装置具有SiC半导体本体。SiC半导体本体具有第一导电类型的第一半导体区和第二导电类型的第二半导体区。第一半导体区在SiC半导体本体的第一表面上电接触而且与第二半导体区构成pn结。第一半导体区和第二半导体区沿垂直于第一表面的垂直方向重叠地布置。第一半导体区具有第一掺杂剂种类和第二掺杂剂种类。在第一半导体区的与SiC半导体本体的第一表面相邻的第一部分中第一掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度大于在该第一部分中第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度。在第一半导体区的与第二半导体区相邻的第二部分中第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度大于在该第二部分中第一掺杂剂种类的掺杂剂浓度。沿着第一和第二部分的垂直延伸来确定平均掺杂剂浓度。

本公开内容还涉及一种用于制造半导体装置的方法。该方法包括：提供SiC半导体本体。该方法还包括：在SiC半导体本体中构造第一导电类型的第一半导体区和第二导电类型的第二半导体区。第一半导体区在SiC半导体本体的第一表面上电接触而且与第二半导体区形成pn结。第一半导体区和第二半导体区沿垂直于第一表面的垂直方向重叠地布置。第一半导体区具有第一掺杂剂种类和第二掺杂剂种类。第一掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度在第一半导体区的与SiC半导体本体的第一表面相邻的第一部分中大于在该第一部分中第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度。第二掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度在第一半导体区的与第二半导体区相邻的第二部分中大于在该第二部分中第一掺杂剂种类的平均掺杂剂浓度。沿着第一和第二部分的垂直延伸来确定平均掺杂剂浓度。

附图说明

附图用于理解实施例，被包括在本公开内容之内并且构成本公开内容的一部分。这些附图仅仅阐明实施例，而且与说明书一起解释这些实施例。其它实施例和多个所企图的优点直接从随后的详细描述中得到。在附图中示出的元件和结构不一定彼此间严格按照比例示出。相同的附图标记指明相同或彼此相应的元件和结构。

图1至3是按照实施例的半导体装置的SiC半导体本体的示意性横截面图。

图4A至4B是用于阐明在第一半导体区内叠加的浓度分布的示意图。

图5A是按照一个实施方式的半导体装置的一个部分的示意性水平横截面，该半导体装置具有条状的晶体管单元，所述条状的晶体管单元具有深的沟槽栅电极和单侧的晶体管沟道。

图5B是根据图5A的半导体装置的部分沿着横截面线B-B的的示意性垂直横截面。

图6是按照一个实施方式的半导体装置的一个部分的示意性垂直横截面，该半导体装置具有平坦的栅极结构。

图7是按照一个实施方式的半导体装置的一个部分的示意性垂直横截面，该半导体装置具有浅的沟槽栅极结构。