的关断损耗以及图16所示的导通损耗，相对于相同额定的S1-1GBT(1200V、25A)，都确认了测量到60 %以上的降低。
[0122]另外，本发明也能够适用于使用了与M0SFET不同的导电型的半导体基板的IGBT。在IGBT的情况下，将实施例1?4和实施例9中的n+型SiC半导体基板1的导电型设为ρ型即可，将实施例5?8和实施例10中的p+型SiC半导体基板1的导电型设为η型即可。
[0123]由于SiC很有可能超过硅的材料极限，因此对其在功率半导体用途，特别是M0SFET中的今后的发展抱有很大期望。特别是对SiC的小通态电阻抱有期望，但根据上述实施方式，即使在施加高电压时，也能够提供一种能够防止半导体自身的破坏、栅氧化膜的破坏，并且能够在可靠性不劣化的情况下具有低通态电阻的纵向型SiC-MOSFET、IGBT结构以及其简便的制造方法。
[0124]另外，根据本发明的实施方式，能够提供一种不论基板的结晶面方位如何，而保持足够的元件耐压特性，并能够在低通态电阻下得到击穿耐量大而且高速开关特性的M0SFET和IGBT。
[0125]产业上的可利用性
[0126]如上所述，本发明的高耐压半导体装置以及其制造方法适用于例如功率器件等电力用半导体装置，和/或用于产业用的电动机控制、发动机控制的功率半导体装置。
【主权项】
1.一种高耐压半导体装置，其特征在于，是纵向型高耐压半导体装置，所述纵向型高耐压半导体装置具有: 第一导电型半导体基板； 第一导电型半导体层，形成于所述第一导电型半导体基板上，浓度比所述第一导电型半导体基板低； 高浓度的第二导电型高浓度半导体层，选择性地形成于所述第一导电型半导体层的表面； 第二导电型低浓度半导体层，形成于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型高浓度半导体层之上且浓度比所述第二导电型高浓度半导体层低； 第一导电型源区，选择性地形成于所述第二导电型低浓度半导体层的表面层； 第一导电型阱区，以从所述第一导电型半导体基板的正面贯通所述第二导电型低浓度半导体层而到达所述第一导电型半导体层的方式形成； 栅电极层，隔着栅绝缘膜设置在所述第二导电型低浓度半导体层的夹在所述第一导电型源区和所述第一导电型阱区之间的表面露出部上； 源电极，与所述第一导电型源区和所述第二导电型低浓度半导体层接触；以及 漏电极，设置于所述第一导电型半导体基板的背面， 其中，所述第二导电型高浓度半导体层的一部分在所述第一导电型阱区的所述漏电极侧的区域通过结合部结合，并且具有以与所述第二导电型高浓度半导体层的所述漏电极侧的一部分接触的方式形成的第二导电型高浓度区。2.—种高耐压半导体装置，其特征在于，是纵向型高耐压半导体装置，所述纵向型高耐压半导体装置具有: 第一导电型半导体基板； 第一导电型半导体层，形成于所述第一导电型半导体基板上，浓度比所述第一导电型半导体基板低； 第二导电型低浓度半导体层，选择性地形成于所述第一导电型半导体层的表面； 第一导电型源区，选择性地形成于所述第二导电型低浓度半导体层的表面层； 第一导电型阱区，以从所述第一导电型半导体基板的正面贯通所述第二导电型低浓度半导体层而到达所述第一导电型半导体层的方式形成； 栅电极层，在被所述第一导电型源区和所述第一导电型阱区夹持的所述第二导电型低浓度半导体层的表面露出部上隔着栅绝缘膜而设置； 源电极，与所述第一导电型源区和所述第二导电型低浓度半导体层接触；以及 漏电极，设置于所述第一导电型半导体基板的背面， 其中，所述第二导电型低浓度半导体层的一部分在所述第一导电型阱区的所述漏电极侧的区域通过结合部结合，并且具有以与所述第二导电型低浓度半导体层的所述漏电极侧的一部分接触的方式形成的第二导电型高浓度区。3.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其特征在于，还具备沟槽，所述沟槽从正面侧贯通所述第二导电型低浓度半导体层和所述第二导电型高浓度半导体层而到达所述第二导电型高浓度区， 所述源电极以被埋入所述沟槽的内部的方式设置。4.根据权利要求2所述的高耐压半导体装置，其特征在于，还具备沟槽，所述沟槽从正面侧贯通所述第二导电型低浓度半导体层而到达所述第二导电型高浓度区， 所述源电极以被埋入所述沟槽的内部的方式设置。5.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其特征在于，所述第一导电型半导体基板的材料为碳化硅。6.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其特征在于，所述第一导电型半导体基板的晶面指数是相对于(000-1)平行的面或倾斜了 10度以内的面。7.根据权利要求1至5中任一项所述的高耐压半导体装置，其特征在于，所述第一导电型半导体基板的晶面指数是相对于(0001)平行的面或倾斜了 10度以内的面。8.一种高耐压半导体装置的制造方法，其特征在于，具有: 第一工序，在第一导电型半导体基板上，使浓度比所述第一导电型半导体基板低的第一导电型半导体层外延生长； 第二工序，通过离子注入法，在所述第一导电型半导体层的表面层选择性地形成第二导电型高浓度区； 第三工序，通过离子注入法，在所述第一导电型半导体层的表面层以比第二导电型高浓度半导体层浅的深度并以与第二导电型高浓度半导体层接触的方式，形成所述第二导电型高浓度区； 第四工序，在所述第一导电型半导体层以及所述第二导电型高浓度半导体层之上，通过外延生长法形成第二导电型低浓度半导体层；以及 第五工序，在所述第二导电型低浓度半导体层的表面层，通过离子注入法选择性地形成第一导电型源区、以及从正面侧贯通所述第二导电型低浓度半导体层而到达所述第一导电型半导体层的第一导电型阱区， 在所述第三工序中，以所述第二导电型高浓度半导体层的一部分在所述第一导电型阱区的下面的区域被结合的方式，来形成所述第二导电型高浓度半导体层。9.根据权利要求8所述的高耐压半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述第二工序中，从所述第一导电型半导体层的表面形成沟槽，在该沟槽的底面通过离子注入法形成所述第二导电型高浓度区。10.一种高耐压半导体装置的制造方法，其特征在于，具有: 在第一导电型半导体基板上通过外延生长来形成浓度比所述第一导电型半导体基板低的第一导电型半导体层的工序； 在所述第一导电型半导体层的表面，通过离子注入法选择性地形成第二导电型高浓度区的工序； 在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型高浓度区之上，通过离子注入法选择性地形成第二导电型低浓度半导体层的工序；以及 通过离子注入法在所述第二导电型低浓度半导体层的表面层选择性地形成第一导电型源区、以及通过离子注入法从正面侧在所述第二导电型低浓度半导体层形成不贯通该第二导电型低浓度半导体层的深度的第一导电型阱区的工序。11.一种高耐压半导体装置的制造方法，其特征在于，具有: 在第一导电型半导体基板上通过外延生长来形成浓度比所述第一导电型半导体基板低的第一导电型半导体层的工序； 在所述第一导电型半导体层的表面，通过离子注入法选择性地形成第二导电型低浓度半导体层的工序； 在所述第二导电型低浓度半导体层的表面层选择性地形成第一导电型源区的工序；通过离子注入法从正面侧在所述第二导电型低浓度半导体层以不贯通该第二导电型低浓度半导体层的深度形成第一导电型阱区的工序；以及 形成从所述第二导电型低浓度半导体层的表面到达所述第一导电型半导体层的沟槽，通过离子注入法在该沟槽的底面以与所述第二导电型低浓度半导体层的下部的一部分接触的方式形成第二导电型区的工序。
【专利摘要】在n+型SiC半导体基板(1)上的n-型SiC层(2)的表面，选择性地形成p+层(3)，在n-型SiC层(2)和p+层(3)之上，形成有p基层(4)。在p基层(4)的表面层选择性地形成有p+接触层(5)。以从表面贯通p基层(4)而到达n-型SiC层(2)的方式形成有n反型层(6)。在p+接触层(5)和n反型层(6)夹住的p基层(4)的表面露出部上，隔着栅绝缘膜(9)设有栅电极层(8)，设有与p+接触层(5)和p基层(4)接触的源电极(10)。在背面设有漏电极(11)。p+层(3)的一部分以在n反型层(6)的漏电极(11)侧的区域通过结合部而结合，并与p+层(3)的漏电极(11)侧的一部分接触的方式形成有p+层(31)。
【IPC分类】H01L29/12, H01L29/739, H01L29/78
【公开号】CN105474403
【申请号】CN201480044980
【发明人】岩室宪幸, 原田信介
【申请人】富士电机株式会社, 独立行政法人产业技术总合研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年7月11日
【公告号】DE112014003637T5, US20160155836, WO2015019797A1