[发明专利]半导体元件及半导体元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件及半导体元件的制造方法。

背景技术

作为在电动车(EV：Electric Vehicle)等中使用的电力变换装置，消耗电力少且由电压控制容易驱动的绝缘栅型半导体元件最为普及。作为绝缘栅型半导体元件，已知有绝缘栅型电场效应晶体管(MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)或绝缘栅型双极晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等。

以下，在本说明书及附图中，在冠以n或p的层或区域中，分别表示电子或空穴为多个载流子。另外，赋予n或p的+及-分别表示与未标注的层或区域相比为高杂质浓度及低杂质浓度。

图17是表示现有的半导体元件的剖视图。作为现有的绝缘栅型半导体元件，例如对沟槽栅结构的MOSFET进行说明。在构成n-型的漂移区域101的半导体基板的表面上设有p型的基极区域102。另外，设有贯通基极区域102而到达漂移区域101的沟槽103。在沟槽103的内部隔着栅极绝缘膜104而设有栅电极105。在基极区域102的表面层选择性地设有与沟槽103相接的n+型的源极区域106。源电极108与基极区域102及源极区域106相接。另外，源电极108通过层间绝缘膜107而与栅电极105电绝缘。在半导体基板的背面设有漏电极109。

这样的半导体元件如下所示动作。源电极108形成接地的状态或被施加负的电压的状态。漏电极109形成被施加正的电压的状态。此处，在对栅电极105施加比阈值低的电压的情况下，由基极区域102和漂移区域101构成的pn接合被反向偏压，因此在源极·漏极之间未流有电流。也就是说，半导体元件维持截止状态。另一方面，在对栅电极105施加超过阈值的电压的情况下，p型的基极区域102之中的、与源极区域106下的沟槽103相接的区域反转，形成n型的沟道区域。由此，从源电极108发出的电子通过由沟道区域及漂移区域101构成的n型区域而向漏电极109移动，在源极/漏极之间流有电流。也就是说，半导体元件成为导通状态。

作为此种半导体元件，提出如下构成的装置，绝缘栅型电场效应晶体管包括：作为漏极区域的第一传导型的半导体基体、形成在半导体基体的主表面上的第二传导型的沟道区域、形成在沟道区域内的源极区域、以跨源极区域和漏极区域的方式摄制的栅极绝缘膜及栅电极、与被栅电极包围的窗部接触的源电极，在该绝缘栅型电场效应晶体管中，在由栅电极包围的窗部的沟道区域中，形成比栅极绝缘膜正下的沟道区域面更深、且带有至少到达栅电极端部正下的宽度的凹部，并向凹部的底边部区域导入反向栅极区域，并在上述凹部设置硅化物层或者金属层的源极区域，且仅沟道区域及反向栅极区域与源极区域的内面相接(例如参照下述专利文献1)。

接着，对图17所示的现有的绝缘栅型半导体元件的制造方法进行说明。首先，在构成n-型的漂移区域101的半导体基板的表面形成p型的基极区域102。接着，形成贯通基极区域102并到达漂移区域101的沟槽103。接着，隔着栅极绝缘膜104在沟槽103的内部形成栅电极105。接着，在基极区域102的表面层选择性地形成与沟槽103相接的n+型的源极区域106。接着，在半导体基板的表面选择性形成例如由PSG(Phospho Silicate Glass：磷硅酸盐玻璃)膜等构成的层间绝缘膜107，覆盖栅电极105的表面。接着，形成与在半导体基板的表面露出的基极区域102及源极区域106相接的源电极108。接着，在半导体基板的背面形成与漂移区域101相接的漏电极109。由此，完成图17所示的沟槽栅结构的MOSFET。

【专利文献1】：日本专利3197054号公报

然而，在现有的MOSFET或IGBT等绝缘栅型半导体元件中，除了半导体元件原有的结构要素以外，还附随形成有寄生双极晶体管或寄生闸流晶体管等寄生元件。这样的寄生元件在半导体元件内流有过电流的异常时等容易动作。另外，存在寄生元件的动作对原有的半导体元件的动作带来恶劣的影响的问题。