[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地定位的第二主表面，所述碳化硅衬底包括：

第一杂质区，所述第一杂质区与所述第一主表面接触并且具有第一导电类型，

第二杂质区，所述第二杂质区位于所述第一杂质区中，与所述第一主表面接触，并且具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型，

第三杂质区，所述第三杂质区具有所述第二导电类型并且连接到所述第二杂质区的底部，

电场缓和区，所述电场缓和区具有所述第二导电类型，与所述第二杂质区相邻地定位，并且具有比所述第三杂质区中的杂质浓度低的杂质浓度，以及

至少一个保护环区，所述至少一个保护环区具有所述第二导电类型，通过所述电场缓和区介于所述第二杂质区和所述至少一个保护环区之间而与所述第二杂质区相反地定位，并且具有比所述第三杂质区中的杂质浓度低的杂质浓度，

所述碳化硅半导体器件进一步包括：

氧化膜，所述氧化膜位于所述碳化硅衬底的所述第一主表面上并且具有暴露所述第二杂质区的开口；

第一电极，所述第一电极通过所述开口电连接到所述第二杂质区；以及

第二电极，所述第二电极电连接到所述碳化硅衬底的所述第二主表面。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体器件，其中，

以所述第一主表面作为深度基准位置，所述电场缓和区和所述至少一个保护环区比所述第二杂质区浅。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅半导体器件，其中，

所述碳化硅半导体器件进一步包括多个单元，所述多个单元中的每一个包括所述第二杂质区和所述第三杂质区，以及

自所述第一主表面起沿着深度方向，所述多个单元在所述第三杂质区中具有相同的所述第二导电类型的杂质的浓度分布。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的碳化硅半导体器件，其中，

自所述第一主表面起所述第三杂质区的底部的深度不小于0.9μm。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的碳化硅半导体器件，其中，

自所述第一主表面起在所述第二杂质区的底部与所述第三杂质区的底部之间的深度差不小于0.1μm。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的碳化硅半导体器件，其中，

所述第三杂质区中的所述第二导电类型的杂质具有不大于1×10¹⁹cm^-3的浓度。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的碳化硅半导体器件，其中，

所述电场缓和区中的所述第二导电类型的杂质的剂量不小于0.5×10¹³cm^-2且不大于5×10¹³cm^-2。

8.一种制造碳化硅半导体器件的方法，包括：

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地定位的第二主表面，所述碳化硅衬底包括与所述第一主表面接触并且具有第一导电类型的第一杂质区；以及

在所述第一杂质区中，通过离子注入，形成第二杂质区、第三杂质区、电场缓和区和至少一个保护环区，每一个区域具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型，

所述第二杂质区位于所述第一杂质区中并且与所述第一主表面接触，

所述第三杂质区连接到所述第二杂质区的底部，

所述电场缓和区与所述第二杂质区相邻地定位，并且具有比所述第三杂质区中的杂质浓度低的杂质浓度，以及

所述至少一个保护环区通过所述电场缓和区介于所述第二杂质区和所述至少一个保护环区之间而与所述第二杂质区相反地定位，并且具有比所述第三杂质区中的杂质浓度低的杂质浓度，

制造所述碳化硅半导体器件的方法进一步包括：

通过所述碳化硅衬底的热氧化，在所述碳化硅衬底的所述第一主表面上形成氧化膜；

在所述氧化膜中形成开口以便暴露所述第二杂质区；

形成通过所述开口电连接到所述第二杂质区的第一电极；以及

形成电连接到所述碳化硅衬底的所述第二主表面的第二电极。