[发明专利]功率半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种功率半导体器件，包括：

碳化硅(SiC)的半导体层；

从所述半导体层的表面凹陷到所述半导体层中的至少一个沟槽；

设置在所述至少一个沟槽的内表面上的栅极绝缘层；

设置在所述栅极绝缘层上以掩埋所述至少一个沟槽的至少一个栅电极层；

在所述至少一个栅电极层下方设置在所述半导体层中的漂移区，包括与所述至少一个沟槽的底表面的部分接触且具有第一电导率类型的突出部；

设置在所述半导体层中的阱区，使得所述阱区与所述漂移区接触，同时所述阱区围绕所述至少一个沟槽的侧表面和底边缘，并且具有第二电导率类型；以及

设置在所述阱区中且具有所述第一电导率类型的源极区。

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中所述阱区在所述半导体层中设置为比所述至少一个沟槽更深，同时暴露所述至少一个沟槽的底表面的中央部分且围绕所述底边缘，以及

其中所述突出部设置为在所述至少一个沟槽的底表面的中央部分处与所述栅极绝缘层和所述阱区接触。

3.根据权利要求1所述的功率半导体器件，还包括：

设置在所述阱区中的沟道区，使得所述沟道区从所述突出部到所述源极区连续地与所述至少一个栅电极层相邻。

4.根据权利要求3所述的功率半导体器件，其中所述沟道区包括：

设置为在所述至少一个栅电极层的底表面下方与所述阱区平行的水平部分；和

设置为在所述至少一个栅电极层的一个侧表面上垂直于所述阱区的竖直部分。

5.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中所述至少一个沟槽以线型结构在一个方向上延伸，

其中所述至少一个沟槽包括在所述一个方向上彼此相对的侧表面和在所述一个方向上彼此相对的底边缘，以及

其中所述阱区在所述至少一个沟槽的底表面下方延伸，从而覆盖所述至少一个沟槽的侧表面并且覆盖所述至少一个沟槽的底边缘。

6.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其中所述至少一个沟槽包括以线型结构在一个方向上延伸并且彼此平行布置的多个沟槽，

其中所述栅极绝缘层至少设置在所述多个沟槽的内表面上，以及

其中所述至少一个栅电极层包括设置在所述栅极绝缘层上从而分别掩埋所述多个沟槽的多个栅电极层。

7.根据权利要求6所述的功率半导体器件，其中所述阱区设置在所述多个沟槽之间的半导体层中从而覆盖所述多个沟槽中的每一个的相对侧表面，并且在所述多个沟槽的底表面下方延伸以覆盖所述多个沟槽中的每一个的相对底边缘。

8.根据权利要求1所述的功率半导体器件，还包括：

在所述漂移区下方的所述半导体层中的漏极区，所述漏极区具有所述第一电导率类型，

其中所述漏极区的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度。

9.根据权利要求8所述的功率半导体器件，其中所述漏极区由具有所述第一电导率类型的碳化硅的基板形成，并且

其中所述漂移区由所述漂移区上的外延层形成。

10.根据权利要求1所述的功率半导体器件，还包括：

设置在所述源极区与所述突出部之间的半导体层中的沟道区，

其中所述源极区从所述半导体层的表面延伸至所述阱区与所述至少一个沟槽的侧表面之间。

11.根据权利要求10所述的功率半导体器件，其中所述阱区在所述半导体层中设置为比所述至少一个沟槽更深，同时暴露所述至少一个沟槽的底表面的中央部分并且围绕所述底边缘。

12.根据权利要求10所述的功率半导体器件，其中所述源极区形成为从所述半导体层的表面沿所述至少一个沟槽的侧表面延伸并且覆盖所述至少一个沟槽的底边缘，以及

其中所述沟道区设置在所述至少一个沟槽的底表面下方。