[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，具备反型式的半导体元件，其特征在于，

具备上述半导体元件，该半导体元件包括：

第1或第2导电型的基板(1)，由碳化硅构成；

漂移层(2、3、5)，形成在上述基板之上，由杂质浓度比上述基板低的第1导电型的碳化硅构成；

基体区域(6)，形成在上述漂移层之上，由第2导电型的碳化硅构成；

源极区域(8)，形成在上述基体区域之上，由第1导电型杂质浓度比上述漂移层高的第1导电型的碳化硅构成；

沟槽栅构造，在从上述源极区域的表面起比上述基体区域深地形成的栅极沟槽(11)内具备将该栅极沟槽的内壁面覆盖的栅极绝缘膜(12)和配置在该栅极绝缘膜之上的栅极电极(13)而构成，将一个方向作为长度方向而以条带状排列有多条；

层间绝缘膜(14)，将上述栅极电极及上述栅极绝缘膜覆盖，并且形成有接触孔；

源极电极(15)，通过上述接触孔而与上述源极区域欧姆接触；以及

漏极电极(16)，形成在上述基板的背面侧；

上述源极区域具有由形成在上述基体区域侧的外延生长层构成的第1源极区域(8a)、以及由与上述源极电极相接并且第1导电型杂质浓度比上述第1源极区域高的离子注入层构成的第2源极区域(8b)。

2.如权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其特征在于，

上述第1源极区域的厚度为0.2～0.5μm，杂质浓度为2.0×10¹⁶～1.0×10¹⁷/cm³；

上述第2源极区域的厚度为0.1μm以上，并且第2导电型杂质浓度为1.0×10¹⁸～5.0×10¹⁹/cm³。

3.如权利要求1或2所述的碳化硅半导体装置，其特征在于，

在上述基体区域与上述源极区域之间，具备厚度为0.05～0.2μm、载流子浓度为1.0×10¹⁶/cm³以下的非掺杂层(7)。

4.如权利要求1～3中任一项所述的碳化硅半导体装置，其特征在于，

上述栅极沟槽在与上述第2源极区域对应的部分具有圆度地倾斜。

5.一种碳化硅半导体装置的制造方法，是具备反型式的半导体元件的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，

包括以下工序：

准备由碳化硅构成的第1或第2导电型的基板(1)；

在上述基板之上，形成由杂质浓度比上述基板低的第1导电型的碳化硅构成的漂移层(2、3、5)；

在上述漂移层之上，形成由第2导电型的碳化硅构成的基体区域(6)；

在上述基体区域之上形成源极区域(8)，该源极区域(8)由第1导电型杂质浓度比上述漂移层高的第1导电型的碳化硅构成，具有配置在上述基体区域侧的第1源极区域(8a)、和在该第1源极区域之上且杂质浓度比该第1源极区域高的第2源极区域(8b)；

将从上述源极区域的表面起比上述基体区域深的栅极沟槽(11)以一个方向为长度方向而呈条带状形成了多条后，在上述栅极沟槽的内壁面形成栅极绝缘膜(12)，并且在上述栅极绝缘膜之上形成栅极电极(13)，由此形成沟槽栅构造；

形成与上述源极区域电连接的源极电极(15)；以及

在上述基板的背面侧形成漏极电极(16)；

在形成上述基体区域的工序中，通过外延生长形成上述基体区域；

在形成上述源极区域的工序中，在通过外延生长形成上述第1源极区域后，通过对上述第1源极区域离子注入第1导电型杂质而形成上述第2源极区域。

6.如权利要求5所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，

在形成上述基体区域的工序及形成上述源极区域的工序之间，包括形成由碳化硅构成的非掺杂层(7)的工序。

7.如权利要求6所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，

将形成上述基体区域的工序和形成上述非掺杂层的工序在相同的外延生长装置内维持温度不变地连续进行。