[发明专利]半导体器件

说明书

一种半导体器件包括倒置型半导体元件，该倒置型半导体元件包括：半导体衬底(1)；形成于半导体衬底上的第一导电类型层(2)；形成于第一导电类型层上并包括线性形状部分的电场阻挡层(4)；形成于第一导电类型层上并具有线性形状部分的JFET(3)部分；形成于电场阻挡层和JFET部分上的电流分散层(5)；形成于电场阻挡层和JFET部分上的深层(7)；形成于电流分散层和深层上的基区(6)；形成于基区上的源区(8)；包括栅极沟槽(11)、栅极绝缘膜(12)和栅电极(13)并布置成条形形状的沟槽栅极结构；层间绝缘(14)；源电极(15)；以及形成于半导体衬底的背表面侧上的漏电极(16)。

技术领域

本公开涉及包括具有MOS结构的半导体元件的半导体器件。本公开可 以优选地应用到特别是以碳化硅(在下文中也称为SiC)作为半导体材料的 SiC半导体器件。

背景技术

已经提出了包括具有MOS结构的半导体元件的半导体器件。例如，具 有MOS结构的半导体元件包括MOSFET，MOSFET具有沟槽栅极结构， 该沟槽栅极结构作为在其中沟道密度被设置很高使得大电流能够流动的结 构。这种MOSFET具有一种结构，其中，在形成于n⁺型衬底上的n型漂移 层上相继形成p型基区和n型源区。在该结构中，形成多个沟槽栅极以便使p型基区从n型源区的表面穿透以到达n型漂移层。此外，在p型基区 下方形成在与沟槽栅极的纵向方向相交的方向上延伸的电场驰豫层。由此， 缓解了电场集中到沟槽栅极底部的情况的发生，并抑制了栅极绝缘膜的绝 缘击穿(例如，参见专利文献1)。

相关领域文献

专利文献

专利文献1：JP 4793390

发明内容

MOSFET是通过平行布置多个栅电极而布置成条形形状的。n型源区形 成于每个栅电极的两侧中的每侧上。在定位于n型源区和栅电极中的n型 漂移层之间的部分中形成沟道区，并且漏极电流在源极和漏极之间流动。

于是，MOSFET的导通电阻Ron和栅极-漏极电容Cgd处于一种折中关 系，并且栅极-漏极电容Cgd随着导通电阻Ron减小而增大。

可能希望改善该折中关系并抑制栅极-漏极电容Cgd同时减小导通电阻 Ron。例如，基于定位于沟槽栅极中的p型基区下方的部分和n型漂移层之 间的边界区的面积，来确定栅极-漏极电容Cgd。因此，专利文献1展示了 在其中电场驰豫层的一部分与沟槽栅极正交的结构。在与电场驰豫层相交 的部分处，沟槽栅极被电场驰豫层覆盖，并且根据这种情况，可以提供能 够减小栅极-漏极电容Cgd的结构。

然而，已经发现，为了进一步改善开关特性，除了减小栅极-漏极电容 Cgd之外，可能还须要减小MOSFET的反馈电容Crss，使得反馈电容Crss 的减小量等于或高于输入电容Ciss的减小量。换言之，已经确认，如专利 文献1所示的电场驰豫层的一部分仅仅与沟槽栅极正交的配置是不够的。

本公开的目的是提供一种能够进一步改善开关特性并改善导通电阻和 栅极-漏极电容之间的折中关系的半导体器件。