[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件和制造半导体器件的方法，更具体而 言，涉及通过控制衬底的晶面方向来提高击穿电压值和导通电阻值的 横向型半导体器件和制造该半导体器件的方法。

背景技术

近年来，已经增强了并入半导体器件的设备的性能。因而，市场 越来越需要半导体器件增加它们的操作速度和降低它们的损耗。为了 满足该需求，重要的是增加半导体器件的击穿电压和降低半导体器件 的导通电阻。

通常，例如，在诸如通过利用由六方晶系的碳化硅(SiC)构成的 衬底所形成的金属氧化物半导体(MOS)二极管的垂直半导体器件的 情况下，在形成多晶线型4H-SiC衬底时，例如，以便处于沿着(0001) 面的方向上，在驱动时，在沿着[0001]方向的方向上产生电场，该方向 是与衬底垂直的方向。然而，例如，在诸如金属氧化物半导体场效应 晶体管(MOSFET)和结型场效应晶体管(JFET)的横向半导体器件 的情况下，在形成SiC衬底时，例如，以便处于沿着4H-SiC的(0001) 面的方向上，可以认识到如下特性。即，例如，如下面描述的非专利 文献1中陈述的横向半导体器件中的一样，在与[0001]方向相交的方向 上产生电场，该方向是沿着(0001)面的方向。

非专利文献1：Masato Noborio和其他三个人，“Materials Science Forum”2006，第527-529卷，第1305-1308页。

发明内容

本发明要解决的问题

通常，知道沿着(0001)面的方向上的绝缘击穿电场低于与(0001) 面相交的方向上的绝缘击穿电场。更具体地，绝缘击穿电场是与(0001) 面的方向相交方向上的绝缘击穿电场的大约3/4。因此，在衬底被制备 成使其处于与(0001)面正交的方向上的情况下，在沿着(0001)面 的方向上形成的电极之间的击穿电压是在与(0001)面相交的方向上 形成的电极之间的击穿电压的大约0.6倍那样小。换句话说，相对于衬 底的晶面，产生的电场的值具有各向异性，这是公知的现象。

根据上面的描述，例如，如非专利文献1中所陈述的，在横向半 导体器件被制备成使得4H-SiC衬底的主表面处于沿着(0001)面的方 向上时，横向半导体器件的绝缘击穿电场值和击穿电压值低于垂直半 导体器件的绝缘击穿电场值和击穿电压值。

另外，同样可以应用于电子迁移率。在作为形成垂直半导体器件 的电阻的主要成分的漂移层中，其中该垂直半导体器件被制备成使得 4H-SiC衬底的主表面处于沿着(0001)面的方向上，电流在与4H-SiC 衬底(0001)面相垂直的方向上流动。然而，例如，在横向半导体器 件被形成为使4H-SiC衬底的主表面处于沿着(0001)面的方向上的情 况下，电流在沿着(0001)面的方向上流动。如与沿着(0001)面方 向上的绝缘击穿电场比与(0001)面相交的方向上的绝缘击穿电场低 的事实一样，沿着(0001)面方向上的电子迁移率是与(0001)面相 交的方向上的电子迁移率大约0.8倍，这是公知的。因此，例如，当 4H-SiC衬底的主表面被制备成处于沿着(0001)面的方向上时，电子 迁移率的值低于例如在4H-SiC衬底的主表面被制备成处于与(0001) 面相交的方向时的电子迁移率。因而，电流的值也会变低，这是一个 问题。根据上面的描述，会造成如下所述的问题。例如，当4H-SiC衬 底的主表面被制备成处于沿着(0001)面的方向上时，半导体器件的 电流值变得比形成衬底的材料(在这种情况下为SiC)的理论值更低。 结果，增加了导通电阻。

考虑到上述情况，作出本发明来解决上述问题。本发明的目的是 提供一种通过控制衬底的晶面方向来提高击穿电压值和导通电阻值的 横向型半导体器件和制造上述半导体器件的方法。

解决问题的方式

本发明的半导体器件提供有下面的部件：

(a)衬底，其由六方晶系的碳化硅构成，并且其具有相对于与 (0001)面垂直的面形成一度以下的最小角度的主表面，

(b)半导体层，其布置在衬底的一个主表面上，

(c)源极区，其形成在半导体层的一个表面层中，以及

(d)漏极区，其形成在半导体层的表面层中，以便与源极区以一 定的距离隔开。