[发明专利]碳化硅半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体器件，包括：

碳化硅衬底，所述碳化硅衬底具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面，并且具有用于提供第一导电类型的杂质，所述碳化硅衬底包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分基于作为参考的所述第二主表面布置得比第一深度位置深，所述第二部分布置为从所述第一深度位置延伸到比所述第一深度位置浅的第二深度位置，所述第三部分布置为从所述第二深度位置延伸到所述第二主表面，所述第一至第三部分分别具有第一至第三杂质浓度，所述第二杂质浓度比所述第一杂质浓度高，所述第三杂质浓度不小于所述第一杂质浓度但小于所述第二杂质浓度；

体区，所述体区提供在所述碳化硅衬底的所述第二主表面的一部分上，并且具有用于提供第二导电类型的杂质，所述体区在比所述第一深度位置浅并且比所述第二深度位置深的深度位置处具有用于提供第二导电类型的所述杂质的浓度峰值；

源区，所述源区提供在所述体区的一部分上，并且具有所述第一导电类型；

栅绝缘膜，所述栅绝缘膜提供在所述体区上，以使在所述碳化硅衬底中具有所述第一导电类型的部分与所述源区相互连接；

栅电极，所述栅电极提供在所述栅绝缘膜上；

第一主电极，所述第一主电极提供在所述碳化硅衬底的所述第一主表面上；和

第二主电极，所述第二主电极与所述源区相接触。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体器件，其中所述碳化硅衬底的所述第二部分包含通过离子注入提供的杂质。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的碳化硅半导体器件，其中所述第三杂质浓度等于所述第一杂质浓度。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的碳化硅半导体器件，其中所述第三杂质浓度比所述第一杂质浓度高。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的碳化硅半导体器件，其中所述第三部分具有不小于5nm并且不大于10nm的厚度。

6.一种制造碳化硅半导体器件的方法，包括以下步骤：

制备碳化硅衬底，所述碳化硅衬底具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面，并且具有用于提供第一导电类型的杂质；

将用于提供所述第一导电类型的所述杂质注入到所述碳化硅衬底的所述第二主表面中，使得从第一深度位置到比所述第一深度位置浅的第二深度位置的区域中的单位体积的剂量变得大于比所述第一深度位置深的区域中的单位体积的剂量和从所述第二主表面到所述第二深度位置的区域中的单位体积的剂量中的每个；

将用于提供第二导电类型的杂质注入到所述碳化硅衬底的所述第二主表面中，使得在所述碳化硅衬底的所述第二主表面的一部分中形成具有所述第二导电类型的体区，注入用于提供所述第二导电类型的所述杂质的步骤被执行为使得单位体积的剂量在所述第一深度位置和所述第二深度位置之间具有峰值；

通过将用于提供所述第一导电类型的所述杂质注入到所述体区和充当所述体区的区域之一的一部分中，来形成具有所述第一导电类型的源区；

在所述体区上形成栅绝缘膜，以使在所述碳化硅衬底中具有所述第一导电类型的部分与所述源区相互连接；

在所述栅绝缘膜上形成栅电极；

在所述碳化硅衬底的所述第一主表面上形成第一主电极；和

形成与所述源区相接触的第二主电极。

7.根据权利要求6所述的制造碳化硅半导体器件的方法，其中在不使用注入掩膜的情况下，执行将用于提供所述第一导电类型的所述杂质注入到所述碳化硅衬底的所述第二主表面中的步骤。

8.根据权利要求6所述的制造碳化硅半导体器件的方法，其中使用下述注入掩膜来执行将用于提供所述第一导电类型的所述杂质注入到所述碳化硅衬底的所述第二主表面中的步骤，其中所述注入掩膜覆盖所述体区和充当所述体区的区域之一的至少一部分。

9.一种制造碳化硅半导体器件的方法，包括以下步骤：

制备碳化硅衬底，所述具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面，并且具有用于提供第一导电类型的杂质，所述碳化硅衬底包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分基于作为参考的所述第二主表面布置得比第一深度位置深，所述第二部分布置为从所述第一深度位置延伸到比所述第一深度位置浅的第二深度位置，所述第三部分布置为从所述第二深度位置延伸到所述第二主表面，所述第一至第三部分分别具有第一至第三杂质浓度，所述第二杂质浓度比所述第一杂质浓度高，所述第三杂质浓度不小于所述第一杂质浓度但小于所述第二杂质浓度，制备所述碳化硅衬底的步骤包括在单晶衬底上外延生长所述第一部分以具有所述第一杂质浓度、在所述第一部分上外延生长所述第二部分以具有所述第二杂质浓度、和在所述第二部分上外延生长所述第三部分以具有所述第三杂质浓度的步骤；

将用于提供第二导电类型的杂质注入到所述碳化硅衬底的所述第二主表面中，使得在所述碳化硅衬底的所述第二主表面的一部分中形成具有所述第二导电类型的体区，注入用于提供所述第二导电类型的所述杂质的步骤被执行为使得单位体积的剂量在所述第一深度位置和所述第二深度位置之间具有峰值；

通过将用于提供所述第一导电类型的所述杂质注入到所述体区和充当所述体区的区域之一的一部分中，来形成具有所述第一导电类型的源区；

在所述体区上形成栅绝缘膜，以使在所述碳化硅衬底中具有所述第一导电类型的部分与所述源区相互连接；

在所述栅绝缘膜上形成栅电极；

在所述碳化硅衬底的所述第一主表面上形成第一主电极；和

形成与所述源区相接触的第二主电极。