Patent DE-102020116653-B4 (DE)
Title: Siliziumcarbid-halbleiterbauelement
Inventor: SUTO Takeru
IPC: H01L29/161
Filed: 2020-06-24
Granted: 2023-12-28
Abstract: Siliziumcarbid-Halbleiterbauelement, das aufweist:ein Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps;eine Drain-Elektrode (3), die mit einer unteren Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats verbunden ist;eine Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp, die auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat ausgebildet ist und Siliziumcarbid enthält;ein erstes Halbleitergebiet (6) vom ersten Leitfähigkeitstyp, das auf einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist;ein zweites Halbleitergebiet (5) eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps, das unterhalb des ersten Halbleitergebiets (6) in der Halbleiterschicht ausgebildet ist;ein drittes Halbleitergebiet (12) vom ersten Leitfähigkeitstyp, das unterhalb des zweiten Halbleitergebiets (5) in der Halbleiterschicht ausgebildet ist, eine geringere Fremdstoffkonzentration als das erste Halbleitergebiet (6) und das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat aufweist und mit dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat in Kontakt steht;eine Mehrzahl von Gräben (9), die von der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht bis zu einer Zwischentiefe der Halbleiterschicht unterhalb des zweiten Halbleitergebiets (5) ausgebildet ist und in einer ersten Richtung entlang der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei der Graben (9) eine rechtwinkelige planare Form aufweist, und wobei zumindest drei Seitenflächen von vier Seitenflächen des Grabens (9) mit dem zweiten Halbleitergebiet (5) in Kontakt stehen;eine Gate-Elektrode (2), die über einen Isolierfilm (11) innerhalb eines jeden der Mehrzahl von Gräben (9) ausgebildet ist;eine Source-Elektrode (1), die mit dem ersten Halbleitergebiet (6) elektrisch verbunden ist und sich in der ersten Richtung erstreckt;ein viertes Halbleitergebiet (7) vom ersten Leitfähigkeitstyp, das unterhalb des zweiten Halbleitergebiets (5) in der Halbleiterschicht ausgebildet ist, mit der Seitenfläche des Grabens (9) in Kontakt steht und eine höhere Fremdstoffkonzentration als das dritte Halbleitergebiet (12) aufweist;ein fünftes Halbleitergebiet (8) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, das unmittelbar unterhalb des vierten Halbleitergebiets (7) in der Halbleiterschicht ausgebildet ist, in durchgehendem Kontakt mit einer Bodenfläche und der Seitenfläche des Grabens (9) steht und eine höhere Fremdstoffkonzentration als das zweite Halbleitergebiet (5) aufweist;ein sechstes Halbleitergebiet (13) vom ersten Leitfähigkeitstyp, das zu dem vierten Halbleitergebiet (7) und dem fünften Halbleitergebiet (8) in der Halbleiterschicht benachbart ist und eine geringere Fremdstoffkonzentration als das vierte Halbleitergebiet (7) aufweist, wobei sich das sechste Halbleitergebiet (13) in der ersten Richtung erstreckt;eine Mehrzahl von Elementarzellen, von denen jede durch das erste Halbleitergebiet (6), das zweite Halbleitergebiet (5), das dritte Halbleitergebiet (12), das vierte Halbleitergebiet (7), das fünfte Halbleitergebiet (8), das sechste Halbleitergebiet (13), den Graben (9) und die Gate-Elektrode (2) gebildet ist, wobei die Mehrzahl von Elementarzellen in einer Draufsicht in der ersten Richtung wiederholt vorhanden ist;ein erstes Gebiet, das einen ersten Endabschnitt der Elementarzelle in der ersten Richtung darstellt und in einer Draufsicht von jedem des vierten Halbleitergebiets (7) und des ersten Halbleitergebiets (6) getrennt ist; undein siebtes Halbleitergebiet (14, 15) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, das auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht in dem ersten Gebiet (6) ausgebildet ist und eine höhere Fremdstoffkonzentration als das zweite Halbleitergebiet (5) aufweist,wobei das zweite Halbleitergebiet (5) und das fünfte Halbleitergebiet (8) über das siebte Halbleitergebiet (14, 15) mit der Source-Elektrode (1) elektrisch verbunden sind,dadurch gekennzeichnet, dass unter den vier Seitenflächen des Grabens (9), die sich an einem vierten Endabschnitt in der ersten Richtung der Elementarzelle befinden, die Seitenfläche auf einer Seite in der ersten Richtung mit dem siebten Halbleitergebiet (14, 15) in Kontakt steht und von dem ersten Halbleitergebiet (6) getrennt ist, und die Seitenfläche auf einer anderen Seite in der ersten Richtung mit dem ersten Halbleitergebiet (6) in Kontakt steht.