[发明专利]碳化硅半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体器件(1)，包括：

半导体层(12)，所述半导体层(12)由碳化硅制成并具有带沟槽(20)的表面(12a)，该沟槽(20)具有由相对于{0001}面以不小于50°且不大于65°的范围内的角度倾斜的晶面形成的侧壁(19)；以及

绝缘膜(13)，所述绝缘膜(13)被形成为接触所述沟槽(20)的所述侧壁(19)，

在从所述沟槽(20)的所述侧壁(19)与所述绝缘膜(13)之间的界面起10nm内的区域中的氮浓度的最大值不小于1×10²¹cm^-3，并且

所述碳化硅半导体器件具有在所述沟槽(20)的所述侧壁(19)内的、相对于与<-2110>方向正交的方向±10°的范围内的沟道方向。

2.一种碳化硅半导体器件(1)，包括：

衬底(11)，所述衬底(11)由第一导电类型的碳化硅制成；

半导体层(12)，所述半导体层(12)由所述第一导电类型的碳化硅制成、形成在所述衬底(11)上、包含比所述衬底(11)低的浓度的第一导电类型杂质、并且具有带沟槽(20)的表面(12a)，所述沟槽(20)具有由相对于{0001}面以不小于50°且不大于65°的范围内的角度倾斜的晶面形成的侧壁(19)；

第二导电类型杂质扩散层(14)，所述第二导电类型杂质扩散层(14)形成在所述沟槽(20)的所述侧壁(19)中；

第一导电类型杂质扩散层(15)，所述第一导电类型杂质扩散层(15)形成在所述半导体层(12)的表面中；

绝缘膜(13)，所述绝缘膜(13)形成为接触所述沟槽(20)的所述侧壁(19)；

源电极(16)，所述源电极(16)形成为与所述半导体层(12)的所述表面(12a)中的除了其中形成有所述绝缘膜(13)的部分以外的至少一部分区域相接触；

栅电极(17)，所述栅电极(17)形成在所述绝缘膜(13)上；以及

漏电极(18)，所述漏电极(18)形成在与所述衬底(11)的形成有所述半导体层(12)的表面相反的表面上，

在从所述沟槽(20)的所述侧壁(19)与所述绝缘膜(13)之间的界面起10nm内的区域中的氮浓度的最大值不小于1×10²¹cm^-3，以及

所述碳化硅半导体器件具有在所述沟槽(20)的所述侧壁(19)内的、相对于与<-2110>方向正交的方向±10°的范围内的沟道方向。

3.如权利要求2所述的碳化硅半导体器件(1)，其中，

所述源电极(16)具有条带图案的表面。

4.如权利要求2所述的碳化硅半导体器件(1)，其中，

所述源电极(16)具有蜂巢图案的表面。

5.如权利要求1所述的碳化硅半导体器件(1)，其中，

所述沟槽(20)的所述侧壁(19)由相对于{03-38}面以±5°的角度倾斜的晶面形成。

6.一种制造碳化硅半导体器件(1)的方法，包括以下步骤：

在由碳化硅制成的半导体层(12)的表面中，形成具有侧壁(19)的沟槽(20)，所述侧壁(19)由相对于{0001}面以不小于50°且不大于65°的范围内的角度倾斜的晶面形成；

形成与所述沟槽(20)的所述侧壁(19)相接触的绝缘膜(13)，以使得在所述沟槽(20)的所述侧壁(19)内将沟道方向设定在相对于与<-2110>方向正交的方向±10°的范围内；以及

调整氮浓度，以使得在从所述沟槽(20)的所述侧壁(19)与所述绝缘膜(13)之间的界面起10nm内的区域中的氮浓度的最大值不小于1×10²¹cm^-3。

7.如权利要求6所述的制造碳化硅半导体器件(1)的方法，其中，

基于所述半导体层(12)中包含的缺陷的取向，在所述沟道(20)的所述侧壁(19)内将所述沟道方向设定在相对于与<-2110>方向正交的方向±10°的范围内。

8.如权利要求6所述的制造碳化硅半导体器件(1)的方法，其中，

调整氮浓度的所述步骤包括：在包含氮的气体的气氛中对形成有所述绝缘膜(13)的所述半导体层(12)执行热处理的步骤。

9.如权利要求8所述的制造碳化硅半导体器件(1)的方法，其中，

调整氮浓度的所述步骤包括：在惰性气体的气氛中对已经经受所述热处理的所述半导体层(12)执行热处理的步骤。