[发明专利]半导体装置

权利要求书

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：

第一导电型的半导体基板，其由带隙比硅的带隙宽的宽带隙半导体构成；

第一导电型的第一半导体层，其设置于所述半导体基板的正面，由杂质浓度比所述半导体基板的杂质浓度低的宽带隙半导体构成；

第二导电型的第二半导体层，其设置于所述第一半导体层的相对于所述半导体基板侧相反一侧的表面，由宽带隙半导体构成；

第一导电型的第三半导体层，其设置于所述第二半导体层的相对于所述半导体基板侧相反一侧的表面，由宽带隙半导体构成；

第二导电型半导体区，其选择性地设置于所述第三半导体层的内部，沿深度方向贯通所述第三半导体层而到达所述第二半导体层，且所述第二导电型半导体区的杂质浓度比所述第二半导体层的杂质浓度高；

沟槽，其贯通所述第三半导体层以及所述第二半导体层而到达所述第一半导体层；

栅电极，其隔着栅绝缘膜而设置于所述沟槽的内部；

第一电极，其与所述第三半导体层以及所述第二导电型半导体区接触；以及

第二电极，其与所述半导体基板的背面接触；

相邻的所述沟槽间的宽度以及所述沟槽的深度小于以硅的材料极限实现预定的电流能力的最小尺寸，

所述半导体装置的耐压水平为1200V以上，

所述沟槽配置成与所述半导体基板的正面平行且呈带状的平面布局，

所述第二导电型半导体区在所述沟槽带状地延伸的第一方向上以预定间隔配置，并且被配置为在第二方向上夹持所述沟槽而相邻的矩阵状的平面布局，所述第二方向与所述第一方向垂直且与所述半导体基板的正面平行，

所述第一半导体层、所述第二半导体层和所述第三半导体层均为外延层，

所述第二导电型半导体区在所述第三半导体层的表面露出。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

相邻的所述沟槽间的宽度为1μm以下，

所述沟槽的深度为1μm以下。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还具备：

槽，其从所述第三半导体层以及所述第二导电型半导体区的相对于所述半导体基板侧相反一侧的表面以预定深度设置，

所述第一电极在所述槽的内壁与所述第三半导体层以及所述第二导电型半导体区接触。

4.如权利要求1～3任一项所述的半导体装置，其特征在于，

使用碳化硅作为宽带隙半导体。

5.一种半导体装置，其特征在于，具备：

第一导电型的半导体基板，其由带隙比硅的带隙宽的宽带隙半导体构成；

第一导电型的第一半导体层，其设置于所述半导体基板的正面，由杂质浓度比所述半导体基板的杂质浓度低的宽带隙半导体构成；

第二导电型的第二半导体层，其设置于所述第一半导体层的相对于所述半导体基板侧相反一侧的表面，由宽带隙半导体构成；

第一导电型的第三半导体层，其设置于所述第二半导体层的相对于所述半导体基板侧相反一侧的表面，由宽带隙半导体构成；

第二导电型半导体区，其选择性地设置于所述第三半导体层的内部，沿深度方向贯通所述第三半导体层而到达所述第二半导体层，且所述第二导电型半导体区的杂质浓度比所述第二半导体层的杂质浓度高；

沟槽，其贯通所述第三半导体层以及所述第二半导体层而到达所述第一半导体层；

栅电极，其隔着栅绝缘膜而设置于所述沟槽的内部；

第一电极，其与所述第三半导体层以及所述第二导电型半导体区接触；以及

第二电极，其与所述半导体基板的背面接触；

相邻的所述沟槽间的宽度以及所述沟槽的深度小于以硅的材料极限实现预定的电流能力的最小尺寸，

所述半导体装置的耐压水平为1200V以上，

所述沟槽配置成沿第一方向带状地延伸且沿第二方向带状地延伸的网格状的平面布局，所述第一方向与所述半导体基板的正面平行，所述第二方向与所述第一方向垂直且与所述半导体基板的正面平行，

所述第二导电型半导体区被配置为在所述第一方向上夹持所述沟槽而相邻并且在所述第二方向上夹持所述沟槽而相邻的矩阵状的平面布局，

所述第一半导体层、所述第二半导体层和所述第三半导体层均为外延层，

所述第二导电型半导体区在所述第三半导体层的表面露出。