[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

基板，包括主表面，该主表面设有相对于(0001)面或(000-1)面的晶体主表面而朝＜11-20＞方向或＜1-100＞方向的基准晶体方向倾斜的偏离角；

多个沟槽，在沿着所述基板的所述主表面的第一方向上延伸，并且沿着所述基板的所述主表面在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此分离，所述多个沟槽设置于所述基板上；

第一支柱区域，设置于所述沟槽的内部，并由与所述基板具有相同晶体结构的晶体层构成；以及

第二支柱区域，由在所述第二方向上彼此相邻的所述沟槽之间的一部分所述基板构成；

所述基准晶体方向与所述第一方向的角度误差在±θ以内，

当将所述沟槽的深度设为h，将所述沟槽的宽度设为w，将k设为大于0小于2的系数时，所述θ由

θ＝{arctan{k×(w/h)}}/13

确定，

所述沟槽的所述第一方向的一端的第一前端部分具有在俯视观察下宽度朝向前端变窄的第一锥形形状，

所述沟槽的所述第一方向的另一端的第二前端部分具有在俯视观察下宽度朝向前端变窄的第二锥形形状，

所述第一锥形形状相对于所述第一方向的倾斜角度小于所述第二锥形形状相对于所述第一方向的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

所述k是小于等于0.9、小于等于0.5和小于等于0.3中任一方。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，

所述沟槽的深度h大于等于5μm或者大于等于10μm。

4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，

所述沟槽的纵横比h/w大于等于5或者大于等于10。

5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，

所述基板包括六方晶系的碳化硅单晶基板，

所述基准晶体方向是＜11-20＞方向，

所述晶体主表面是(0001)面，

所述晶体层是碳化硅晶体层。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，

所述基板包括：具有第一导电型的4H多型或6H多型的碳化硅单晶基板；以及设置于所述碳化硅单晶基板上的所述第一导电型的外延层，

所述偏离角大于等于1°且小于等于5°，

所述碳化硅晶体层具有不同于所述第一导电型的第二导电型，

所述半导体装置是具有由所述第一支柱区域及所述第二支柱区域形成的超结结构的MOSFET。

7.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，

所述沟槽是随着变深而变窄的前窄形状，所述沟槽的底面与侧面形成的锥角为88°至90°。

8.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，

在所述第二方向上彼此相邻的所述多个沟槽的所述第一前端部分之间，分别具有与所述沟槽分离的第一虚设图案，

在所述第二方向上彼此相邻的所述多个沟槽的所述第二前端部分之间，分别具有与所述沟槽分离的第二虚设图案。