[发明专利]碳化硅半导体器件和制造碳化硅半导体器件的方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体器件（100、100D），包括：

碳化硅层（10），其具有在厚度方向上彼此相反的第一表面（F1）和第二表面（F2），所述碳化硅层包括第一区（11）、第二区（12）、第三区（13）和第四区（14），其中所述第一区（11）构成所述第一表面并且具有第一导电类型，所述第二区（12）设置在所述第一区上从而通过所述第一区与所述第一表面隔开，并且具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型，所述第三区（13）设置在所述第二区上，通过所述第二区与所述第一区隔离，并且具有所述第一导电类型，所述第四区（14）设置在所述第一区中，所处的位置远离所述第一表面和所述第二区的每个，并且具有所述第二导电类型，以及

栅绝缘膜（21），其设置在所述第二区上，以连接所述第一区和所述第三区，

栅电极（30），其设置在所述栅绝缘膜上，

第一电极（31），其设置在所述第一区上，以及

第二电极（32），其设置在所述第三区上。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体器件，其中，所述第四区在所述厚度方向上具有大于5μm的厚度（TH）。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅半导体器件（100），其中，在所述第二表面处设置有具有侧壁（SS）的栅沟槽（GT），所述栅沟槽（GT）经过所述第三区和所述第二区直至到所述第一区，并且所处的位置远离所述第四区，并且所述栅绝缘膜设置在所述侧壁上。

4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体器件，其中，所述栅沟槽的所述侧壁以大于0°且小于90°的角度（AF）倾斜于所述碳化硅层的所述第二表面。

5.根据权利要求4所述的碳化硅半导体器件，其中，与所述栅沟槽的所述侧壁相对于所述厚度方向的角度（AD）相比，所述第四区的侧面（SD）相对于所述厚度方向的角度更小。

6.根据权利要求1或2所述的碳化硅半导体器件，其中，所述碳化硅层具有六方晶系的晶体结构，并且所述碳化硅层中的所述栅沟槽的所述侧壁包括由{0-33-8}面和{0-11-4}面中的至少一者构成的区域。

7.一种制造碳化硅半导体器件（100）的方法，包括以下步骤：

制备碳化硅层（10），所述碳化硅层（10）具有在厚度方向上彼此相反的第一表面（F1）和第二表面（F2），所述碳化硅层包括第一区（11）、第二区（12）、第三区（13）和第四区（14），其中所述第一区（11）构成所述第一表面并且具有第一导电类型，所述第二区（12）设置在所述第一区上从而通过所述第一区与所述第一表面隔开，并且具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型，所述第三区（13）设置在所述第二区上，通过所述第二区与所述第一区隔离，并且具有所述第一导电类型，所述第四区（14）设置在所述第一区中，所处的位置远离所述第一表面和所述第二区的每个，并且具有所述第二导电类型，并且

在所述第二表面处，形成栅沟槽（GT），所述栅沟槽（GT）具有侧壁（SS），经过所述第三区和所述第二区直至到所述第一区，并且所处的位置远离所述第四区，

在所述栅沟槽中的所述侧壁上形成栅绝缘膜（21），

在所述栅绝缘膜上形成栅电极（30），

在所述碳化硅层的所述第一区上形成第一电极（31），并且

在所述碳化硅层的所述第三区上形成第二电极（32）。

8.根据权利要求7所述的制造碳化硅半导体器件的方法，其中，使用热蚀刻进行所述形成栅沟槽的步骤。

9.根据权利要求7或8所述的制造碳化硅半导体器件的方法，其中，所述制备碳化硅层的步骤包括以下步骤：

制备构成所述第一表面和所述第一区的一部分的基部（11a），

通过外延生长，在所述基部上形成所述第四区，

在所述第四区处形成穿通部（PP），所述穿通部暴露出所述基部的一部分，

形成嵌入部（11b）和覆盖部（11c），其中所述嵌入部（11b）部分地构成所述第一区并且填充所述第四区中的所述穿通部，所述覆盖部（11c）部分地构成所述第一区并且覆盖所述嵌入部和所述基部，并且

在所述覆盖部上形成所述第二区和所述第三区。

10.根据权利要求9所述的制造碳化硅半导体器件的方法，其中，通过具有物理蚀刻作用的蚀刻进行所述形成穿通部的步骤。