Patent DE-102012211221-B4 (DE)
Title: Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung
Inventor: MIYAHARA SHINICHIRO
IPC: H01L29/78
Filed: 2012-06-28
Granted: 2020-07-02
Abstract: Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung mit:- einem Halbleitersubstrat (1) mit einem Siliciumcarbid-Substrat (2) und einer auf dem Siliciumcarbid-Substrat (2) angeordneten Drift-Schicht (3), wobei das Siliciumcarbid-Substrat (2) einen eines ersten Leitfähigkeitstyps oder eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist, die Drift-Schicht (3) aus Siliciumcarbid aufgebaut ist und den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, und das Halbleitersubstrat (1) ein Off-Substrat ist, dessen Oberfläche einen Off-Winkel aufweist;- einem Basis-Bereich (4), der auf der Drift-Schicht (3) angeordnet ist, wobei der Basis-Bereich (4) aus Siliciumcarbid aufgebaut ist und den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist;- mehreren Gräben (7), welche den Basis-Bereich (4) von einer Oberfläche des Basis-Bereichs (4) in die Drift-Schicht (3) durchdringen, wobei die Gräben (7) eine Längsrichtung in einer Richtung aufweisen und in einem Streifenmuster angeordnet sind, wobei jeder der Gräben (7) eine erste und eine zweite Seitenwand aufweist, die sich in der Längsrichtung erstrecken;- einem Bereich (5) ersten Leitfähigkeitstyps in Kontakt mit nur der ersten Seitenwand der ersten und der zweiten Seitenwand von jedem der Gräben (7), wobei der Bereich (5) ersten Leitfähigkeitstyps eine höhere Störstellenkonzentration als die Drift-Schicht (3) aufweist;- einer Kontaktschicht (6), die auf einer gegenüberliegenden Seite des Bereichs (5) ersten Leitfähigkeitstyps von jedem der Gräben (7) angeordnet ist, wobei die Kontaktschicht (6) den zweiten Leitfähigkeitstyp und eine höhere Störstellenkonzentration als der Basis-Bereich (4) aufweist;- einer Gate-Isolierschicht (8), die in jedem der Gräben (7) angeordnet ist;- einer Gate-Elektrode (9), die in jedem der Gräben (7) über die Gate-Isolierschicht (8) angeordnet ist;- einer ersten Elektrode (11), die elektrisch mit dem Bereich (5) ersten Leitfähigkeitstyps und der Kontaktschicht (6) verbunden ist; und- einer zweiten Elektrode (12), die elektrisch mit dem Siliciumcarbid-Substrat (2) verbunden ist, wobei- dann, wenn eine Gate-Spannung an die Gate-Elektrode (9) gelegt wird, ein Strompfad nur auf der ersten Seitenwand der ersten und der zweiten Seitenwand von jedem der Gräben (7) gebildet wird und ein elektrischer Strom entlang des Strompfads fließt,- die Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) den Off-Winkel bezüglich einer von einer (0001)-Ebene und einer (000-1)-Ebene aufweist,- das Halbleitersubstrat (1) eine Off-Richtung in einer <11-20>-Richtung aufweist und die Längsrichtung der Gräben (7) eine <1-100>-Richtung ist, die senkrecht zur Off-Richtung verläuft, oder das Halbleitersubstrat (1) eine Off-Richtung in einer <1-100>-Richtung aufweist und die Längsrichtung der Gräben (7) eine <11-20>-Richtung ist, die senkrecht zur Off-Richtung verläuft, und- die erste Seitenwand in einem ersten spitzen Winkel zu einer von einer (11-20)-Ebene und einer (1-100)-Ebene liegt, die zweite Seitenwand in einem zweiten spitzen Winkel zu der einen der (11-20)-Ebene und der (1-100)-Ebene liegt, und der erste spitze Winkel kleiner als der zweite spitze Winkel ist, und wobeidie Kontaktschicht (6) in Kontakt mit der zweiten Seitenwand von jedem der Gräben (7) ist.