[发明专利]碳化硅半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体装置的制造方法，该碳化硅半导体装置使用在第1导电型或第2导电型的碳化硅基板(1)的主表面上所形成的由碳化硅构成的第1导电型的漂移层(2)上形成有由碳化硅构成的第2导电型的基极区域(3)、并且在上述基极区域的上方形成有由碳化硅构成的第1导电型的源极区域(4)而成的半导体基板，并且该碳化硅半导体装置具备半导体开关元件，该半导体开关元件在比上述基极区域深的沟槽(6)内形成有栅绝缘膜(8)，且在该栅绝缘膜上形成栅电极(9)，从而构成沟槽栅构造，具有与上述源极区域及上述基极区域电连接的源电极(11)、以及与上述碳化硅基板的背面电连接的漏电极(12)，

上述碳化硅半导体装置的制造方法包括以下工序：

沟槽蚀刻工序，通过蚀刻，形成贯通上述源极区域及上述基极区域而到达上述漂移层、且将一个方向设为长边方向的线状的上述沟槽；以及

通过外延生长，在上述沟槽内形成第2导电型的碳化硅层(31)之后，通过进行氢蚀刻，将碳化硅层仅保留在上述沟槽的底部及该沟槽的长边方向的末端部，从而形成具有位于上述沟槽的底部的圆弧形状底部层(7a)和位于该沟槽的末端部的圆弧形状末端层(7b)的第2导电型层(7)的工序。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

在形成上述第2导电型层的工序中，在形成上述碳化硅层时使用的外延生长装置内，不降温地连续进行上述氢蚀刻来形成上述第2导电型层。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

在上述沟槽蚀刻工序之前，具有形成比上述沟槽深的第2导电型的深层(5)的工序，

在形成上述深层的工序及上述沟槽蚀刻工序中，将上述沟槽及上述深层布局成，使上述深层与上述沟槽分离配置，且从上述沟槽的侧面或末端到上述深层为止的距离(a)成为在上述半导体开关元件截止时根据内建电势从上述底部层向上述漂移层侧延伸的耗尽层宽度的3倍以下。

4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

在形成上述深层的工序及上述沟槽蚀刻工序中，将上述沟槽及上述深层布局成，上述距离成为上述耗尽层宽度的2倍以上。

5.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

在上述沟槽蚀刻工序中，并列配置多条上述沟槽，

在形成上述深层的工序中，设置成多条上述沟槽中的多个被上述深层包围的平面布局。

6.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

在上述沟槽蚀刻工序之前，具有形成比上述沟槽深的第2导电型的深层(5)的工序，

在上述沟槽蚀刻工序中，设置成将上述沟槽在上述长边方向上分割为多个的布局，

在形成上述深层的工序中，将上述第2导电型层配置成与被分割的各沟槽的末端部重叠。

7.根据权利要求1、2、6中任一项所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

上述第1导电型或第2导电型的碳化硅基板(1)的主表面为(0001)Si面，

在形成上述第2导电型层的工序之后，具有在上述沟槽内形成上述栅绝缘膜的工序，在形成该栅绝缘膜的工序中，与上述沟槽的侧面相比，在该沟槽的底部，更厚地形成上述栅绝缘膜，在上述半导体开关元件截止时上述圆弧形状末端层(7b)被完全耗尽，从而上述漂移层被上下分隔。