半导体元件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103180959103180959B(45)授权公告日2014.07.23(21)申请号201180051610.9(51)Int.Cl.(22)申请日2011.10.27H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)(30)优先权数据H01L29/06(2006.01)2010-2431372010.10.29JPH01L29/12(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日(56)对比文件2013.04.25US2008121993A1,2008.05.29,(86)PCT国际申请的申请数据US2008224150A1,2008.09.18,PCT/JP2011/0060202011.10.27US2005145933A1,2005.07.07,(87)PCT国际申请的公布数据审查员陈龙WO2012/056705JA2012.05.03(73)专利权人松下电器产业株式会社地址日本大阪府(72)发明人内田正雄田中康太郎(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人汪惠民权权利要求书3页利要求书3页说明书19页说明书19页附图12页附图12页(54)发明名称半导体元件及其制造方法(57)摘要本发明提供一种半导体元件及其制造方法。从基板(101)的主面的法线方向看，半导体元件(100)包括单位单元区域(100ul)及位于单位单元区域与半导体元件的端部之间的末端区域(100f)，末端区域(100f)在第1碳化硅半导体层(102)具有配置为与漂移区域(102d)相接的第2导电型的环区域(103f)，环区域包括：与第1碳化硅半导体层的表面相接的高浓度环区域(103af)、及以比高浓度环区域低的浓度包含第2导电型的杂质且在底面与第1碳化硅半导体层相接的低浓度环区域(103bf)，高浓度环区域(103af)的侧面与漂移区域(102d)相接，从半导体基板主面的法线方向看，高浓度环区域与低浓度环区域具有相同的轮廓。CN103180959BCN103895BCN103180959B权利要求书1/3页1.一种半导体元件，其具备第1导电型的基板、及位于所述基板的主面上且包含第1导电型的漂移区域的第1碳化硅半导体层，其中，从所述基板的所述主面的法线方向看，该半导体元件包括：单位单元区域、及位于所述单位单元区域与所述半导体元件的端部之间的末端区域，所述末端区域在所述第1碳化硅半导体层具有被配置为与所述漂移区域相接的第2导电型的环区域，所述环区域包括：与所述第1碳化硅半导体层的表面相接的高浓度环区域；及以比所述高浓度环区域低的浓度包含第2导电型的杂质且在底面与所述第1碳化硅半导体层相接的低浓度环区域，所述高浓度环区域的侧面与所述漂移区域相接，从所述半导体基板的所述主面的法线方向看，所述高浓度环区域与所述低浓度环区域具有相同的轮廓，所述单位单元区域包括多个单位单元，各单位单元具备：在所述第1碳化硅半导体层内，与所述漂移区域相邻配置的第2导电型的体区域；位于所述体区域内的第1导电型的杂质区域；配置为在所述第1碳化硅半导体层上与所述体区域的至少一部分及所述杂质区域的至少一部分分别相接的第1导电型的第2碳化硅半导体层；配置于所述第2碳化硅半导体层之上的栅极绝缘膜；配置于所述栅极绝缘膜之上的栅电极；与所述杂质区域电连接的第1欧姆电极；以及设置在所述基板的与所述主面相反一侧的面上的第2欧姆电极，所述体区域包括：与所述第2碳化硅半导体层的至少一部分相接的第1体区域；以及以比所述第1体区域低的浓度包含第2导电型的杂质且在底面与所述第1碳化硅半导体层相接的第2体区域，若将所述半导体元件作为晶体管的阈值设为Vth，则在以所述第1欧姆电极的电位为基准的所述栅电极的电位在零以上且低于Vth的情况下，该半导体元件作为使电流从所述第1欧姆电极经由所述第2碳化硅半导体层而流向所述第2欧姆电极的二极管发挥功能。2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述高浓度环区域的平均杂质浓度为所述低浓度杂质区域的平均杂质浓度的2倍以上。3.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其中，所述高浓度环区域的沿着所述基板的所述主面的法线的厚度为15nm以上，所述低浓度环区域的沿着所述基板的所述主面的法线的厚度为100nm以上。4.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其中，该半导体元件还包括二极管区域，从所述基板的所述主面的法线方向看，所述二极管区域位于所述单位单元区域与所述末端区域之间，所述二极管区域在所述第1碳化硅半导体层具有被配置为与所述漂移区域相接的第22CN103180959B权利要求书2/3页导电型区域，所述第2导电型区域包括：与所述第1碳化硅