[发明专利]功率用半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅半导体装置等功率用半导体装置。

背景技术

在由专利文献1记载的功率用垂直型金属－氧化膜－半导体场效应型晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：MOSFET:金属-氧化层-半导体-场效晶体管）和二极管构成的功率用半导体装置中，如该文献的图1以及图2所示，在MOSFET的单元区域的周缘部、即与栅极焊盘部邻接的区域中，至少将二极管配置成一列。这样的各个二极管吸收在MOSFET从ON状态切换为OFF状态时，从该文献的图2所示的P阱以及P基极向漏极侧的N型半导体层内正向偏置时注入的空穴。因此，该文献的上述构造能够防止在MOSFET从正向偏置向逆向偏置切换时，该文献的图3所示的寄生晶体管成为ON。

此处，在该文献的上述构造中，如其图2所示，作为MOSFET的P阱的P基极经由背栅而与源电极电连接。

专利文献1：日本特开平5－198816号公报（图1~图3）

发明内容

以下，根据专利文献1的图2，说明本发明应解决的问题点。

在使专利文献1记载的功率用半导体装置的MOSFET从ON状态切换为OFF状态时，MOSFET的漏极电压、即漏电极的电压急剧上升，根据情况有时达到几百V左右。由于该漏极电压的上升，经由如果成为OFF状态时则在P阱与N^-漏极层之间形成的耗尽层电容，在漏电极侧和源电极侧分别发生位移电流。对于该位移电流，如果P阱或者与P阱同样地P型的区域是被设置在N^-漏极层中的部位，则不仅在MOSFET的P阱，而且在二极管中也发生。

对于这样发生的位移电流，在漏电极侧发生的电流保持不变地流入漏电极，但在源电极侧发生的电流经由P阱或者P型的区域而流至源电极。

在专利文献1所示那样的功率用半导体装置的情况下，如该以往例子的说明记载那样，源电极和场板电连接，所以例如在图2（C）所示的剖面中，流入栅极焊盘下的P阱内的位移电流在栅极焊盘下的P阱内从MOSFET单元方向流向与场板连接的接触孔，经由场板而流入源电极。

此处，相对于MOSFET单元的P阱和二极管单元的P阱的面积，栅极焊盘下的P阱的面积非常大，所以如果位移电流流入栅极焊盘下的P阱，则在面积大的P阱自身以及接触孔中存在大到某种程度的电阻值的电阻，所以在P阱内发生达到无法忽略的值大小的电压。其结果，在从P阱经由场板而与源电极（通常与地电位连接）电连接的部位（接触孔）起在平面方向距离大的P阱内的位置，将发生比较大的电位。

位移电流越大，该电位越大，且上述漏极电压V相对时间t的变动dV/dt越大，该电位越大。

在具备这样的MOSFET的功率用半导体装置中，在MOSFET的栅极绝缘膜被P阱和栅电极夹着的部位，在紧接使MOSFET从ON状态切换为OFF状态之后栅电极的电压成为0V附近时，如上所述，在P阱中发生高的电压，由于该高电压所致的高电场，栅极绝缘膜有时被破坏。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种在具备高速进行切换的MOSFET的功率用半导体装置中能够抑制在进行切换时在栅电极与源电极之间发生绝缘破坏的、可靠性高的功率用半导体装置及其制造方法。

本发明提供一种功率用半导体装置，其特征在于，具备：第1导电类型的半导体基板；第1导电类型的漂移层，被形成于所述半导体基板的第1主面；第2导电类型的第1阱区域，多个所述第2导电类型的第1阱区域被形成于所述漂移层的表层的一部分；第1导电类型的源极区域，被形成于多个所述第1阱区域各自的表层的一部分；第2导电类型的第2阱区域，以包围多个所述第1阱区域的方式与所述第1阱区域想分离地形成；栅极绝缘膜，被形成于多个所述第1阱区域和所述源极区域之上以及所述第2阱区域上的所述第1阱区域侧；场绝缘膜，被形成于所述第2阱区域之上的与所述第1阱区域侧相反一侧，且膜厚大于所述栅极绝缘膜；栅电极，被形成于所述场绝缘膜上以及所述栅极绝缘膜上；源极焊盘，经由在所述第1阱区域上贯通所述栅极绝缘膜而形成的源极接触孔、以及在所述第2阱区域上贯通所述场绝缘膜而形成的第2阱接触孔，而使所述第1阱区域和所述第2阱区域电连接；栅极焊盘，与所述栅电极电连接；以及漏电极，被设置于所述半导体基板的第2主面。