(關(guān)聯(lián)申請的相互參照)

本申請為2014年4月9日提出的日本專利申請?zhí)卦?014-080040的關(guān)聯(lián)申請，并主張基于該日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，且援引該日本專利申請所記載的全部內(nèi)容以作為構(gòu)成本說明書的內(nèi)容。

本說明書所公開的技術(shù)涉及一種絕緣柵型半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

在日本專利公開第2008-135522號公報(bào)(以下，稱為專利文獻(xiàn)1)中，公開了一種具有形成有MOS(Metal Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的元件區(qū)域和該區(qū)域的周圍的外周區(qū)域的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置。在元件區(qū)域中形成有多個(gè)柵極溝槽，并且在柵極溝槽內(nèi)形成有柵絕緣膜以及柵電極。在露出于柵極溝槽的底面上的范圍內(nèi)，形成有p型的底面圍繞區(qū)域(以下稱為元件部底面圍繞區(qū)域)。在外周區(qū)域內(nèi)，以包圍元件區(qū)域的方式而形成有多個(gè)溝槽，并在各個(gè)溝槽內(nèi)填充有絕緣層。在露出于外周區(qū)域的各個(gè)溝槽的底面上的范圍內(nèi)形成有p型的底面圍繞區(qū)域(以下稱為外周部底面圍繞區(qū)域)。當(dāng)將MOSFET(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)斷開時(shí)，在元件區(qū)域內(nèi)，耗盡層將從元件部底面圍繞區(qū)域向漂移區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。由此，促進(jìn)了元件區(qū)域內(nèi)的漂移區(qū)的耗盡化。此外，在外周區(qū)域內(nèi)，耗盡層從外周部底面圍繞區(qū)域向漂移區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。由此，促進(jìn)了外周區(qū)域內(nèi)的漂移區(qū)的耗盡化。因此，提高了絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的耐壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置中，在元件區(qū)域內(nèi)，耗盡層大致同時(shí)地從各個(gè)元件部底面圍繞區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展。由于被夾在兩個(gè)元件部底面圍繞區(qū)域之間的部分的漂移區(qū)的耗盡化從兩側(cè)開始進(jìn)行，因此容易地被耗盡化。相對于此，在外周區(qū)域內(nèi)，當(dāng)從元件區(qū)域開始擴(kuò)展的耗盡層到達(dá)至外周區(qū)域內(nèi)的起始的外周部底面圍繞區(qū)域(與元件區(qū)域最近的外周部底面圍繞區(qū)域)時(shí)，耗盡層從起始的外周部底面圍繞區(qū)域向第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域(從元件區(qū)域起的第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域)延伸。當(dāng)耗盡層到達(dá)至第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域時(shí)，耗盡層從第二個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域向第三個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域延伸。如此，耗盡層經(jīng)由各個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域而依次擴(kuò)展下去。因此，在被夾在兩個(gè)外周部底面圍繞區(qū)域之間的部分的漂移區(qū)中，耗盡化僅從一側(cè)進(jìn)行。因此，為了將外周區(qū)域充分耗盡化，期望使外周部底面圍繞區(qū)域的間隔較窄。但是，當(dāng)使外周部底面圍繞區(qū)域的間隔縮窄時(shí)，有時(shí)會由于制造工序的誤差而使外周部底面圍繞區(qū)域彼此連接，從而產(chǎn)生無法得到所需的耐壓的問題。

用于解決課題的方法

本說明書公開的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置具有：半導(dǎo)體基板、被形成在所述半導(dǎo)體基板的表面上的表面電極、被形成在所述半導(dǎo)體基板的背面上的背面電極，并且，對所述表面電極與所述背面電極之間進(jìn)行開關(guān)。所述半導(dǎo)體基板具有：第一導(dǎo)電型的第一區(qū)域，其與所述表面電極相接；第二導(dǎo)電型的第二區(qū)域，其與所述表面電極相接，并與所述第一區(qū)域相接；第一導(dǎo)電型的第三區(qū)域，其通過所述第二區(qū)域而與所述第一區(qū)域分離；柵極溝槽，其為多個(gè)，并被形成在所述表面上，且貫穿所述第二區(qū)域而到達(dá)所述第三區(qū)域；第二導(dǎo)電型的第四區(qū)域，其露出于所述柵極溝槽的底面上；第一外周溝槽，其在所述第二區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)被形成在所述表面上；第二外周溝槽，其在所述第二區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)被形成在所述表面上，且與第一外周溝槽相比而較深；第二導(dǎo)電型的第五區(qū)域，其露出于所述第一外周溝槽的底面上；第二導(dǎo)電型的第六區(qū)域，其露出于所述第二外周溝槽的底面上，且所述表面?zhèn)鹊亩瞬颗c第五區(qū)域的所述背面?zhèn)鹊亩瞬肯啾榷挥谒霰趁鎮(zhèn)?；第一?dǎo)電型的第七區(qū)域，其與所述第三區(qū)域連接，并使所述第五區(qū)域與所述第六區(qū)域分離。

另外，第二外周溝槽可以被形成在第一外周溝槽的外周側(cè)(距第二區(qū)域較遠(yuǎn)的一側(cè))，也可以被形成在第一外周溝槽的內(nèi)周側(cè)(距第二區(qū)域較近的一側(cè))。此外，第一導(dǎo)電型為n型與p型中的任意一方，而第二導(dǎo)電型為n型與p型中的任意的另一方。

在該絕緣柵型半導(dǎo)體裝置中，通過露出于第一外周溝槽的底面上的第五區(qū)域和露出于第二外周溝槽的底面上的第六區(qū)域，從而促進(jìn)了第二區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域中的耗盡層的伸展。在該絕緣柵型半導(dǎo)體裝置中，第六區(qū)域的表面?zhèn)鹊亩瞬颗c第五區(qū)域的背面?zhèn)鹊亩瞬肯啾榷挥诒趁鎮(zhèn)?。即，第五區(qū)域與第六區(qū)域的深度方向(即，半導(dǎo)體基板的厚度方向)上的位置不同。因此，即使由于制造誤差而在半導(dǎo)體基板的平面方向(即，沿著半導(dǎo)體基板的表面的方向)上的第五區(qū)域與第六區(qū)域的相對位置上產(chǎn)生了偏移，也能夠防止第五區(qū)域與第六區(qū)域連接。

附圖說明

圖1為半導(dǎo)體裝置10的俯視圖。

圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ線處的縱剖視圖。

圖3為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說明圖。

圖4為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說明圖。

圖5為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說明圖。

圖6為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說明圖。

圖7為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說明圖。

圖8為第二外周溝槽54b相對于第一外周溝槽54a而位置偏移了的情況下的與圖2對應(yīng)的縱剖視圖。

圖9為第一改變例的半導(dǎo)體裝置的與圖2對應(yīng)的縱剖視圖。

圖10為第二改變例的半導(dǎo)體裝置的與圖2對應(yīng)的縱剖視圖。

具體實(shí)施方式

首先，列述在下文中進(jìn)行說明的實(shí)施例的絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的特征。另外，以下的各個(gè)特征均為獨(dú)立且有用的特征。

(特征1)在從表面?zhèn)葘Π雽?dǎo)體基板進(jìn)行俯視觀察時(shí)，第五區(qū)域相對于第六區(qū)域而部分重疊。通過以這樣的方式對第五區(qū)域和第六區(qū)域進(jìn)行配置，從而能夠?qū)烧咭愿咏姆绞竭M(jìn)行配置。由此，能夠使絕緣柵型半導(dǎo)體裝置的耐壓進(jìn)一步提高。此外，第五區(qū)域與第六區(qū)域的深度方向上的位置的制造誤差小于平面方向上的位置的制造誤差。因此，即使以上述的方式對第五區(qū)域和第六區(qū)域進(jìn)行配置，也能夠防止它們由于制造誤差而連接在一起的情況。

(特征2)第六區(qū)域的厚度與第五區(qū)域的厚度相比而較厚。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第六區(qū)域的界面的曲線與第五區(qū)域的界面的曲線相比而較為平緩。雖然由于第六區(qū)域與第五區(qū)域相比而向背面?zhèn)韧怀鲆蚨闺妶鋈菀准?，但通過以這種方式使第六區(qū)域的界面的曲線平緩從而能夠緩和電場向第六區(qū)域的集中。

(特征3)在第五區(qū)域內(nèi)含有第一種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，在第六區(qū)域內(nèi)含有在半導(dǎo)體基板中的擴(kuò)散系數(shù)大于第一種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使第六區(qū)域的界面的曲線平緩。

(特征4)半導(dǎo)體基板由SiC構(gòu)成，在第五區(qū)域與第六區(qū)域中含有碳和硼，第五區(qū)域的碳的濃度與第六區(qū)域的碳的濃度相比而較高。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使第六區(qū)域的界面的曲線平緩。

(特征5)在第二區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)，第一外周溝槽和第二外周溝槽被相互交替地形成有多個(gè)。

(特征6)絕緣柵型半導(dǎo)體裝置可以通過以下方法進(jìn)行制造。該方法具有：形成第一外周溝槽的工序；通過向第一外周溝槽的底面注入第二導(dǎo)電型雜質(zhì)而形成第五區(qū)域的工序；形成第二外周溝槽的工序；通過向第二外周溝槽的底面注入第二導(dǎo)電型雜質(zhì)而形成第六區(qū)域的工序。

(特征7)優(yōu)先形成第一外周溝槽與第二外周溝槽中的任意一方的溝槽，在形成了所述一方的溝槽之后，形成第五區(qū)域與第六區(qū)域中的露出于所述一方的溝槽的底面上的區(qū)域，在形成了露出于所述一方的溝槽的底面上的所述區(qū)域之后，在所述一方的溝槽內(nèi)形成絕緣層，在形成了所述絕緣層之后，形成第一外周溝槽與第二外周溝槽中的任意的另一方的溝槽，在形成了另一方的溝槽之后，形成第五區(qū)域與第六區(qū)域中的露出于另一方的溝槽的底面上的區(qū)域，在形成了露出于另一方的溝槽的底面上的所述區(qū)域之后，在所述另一方的溝槽內(nèi)形成絕緣層。如此，通過在一方的溝槽內(nèi)形成了絕緣層之后形成另一方的溝槽，從而能夠防止在被這兩個(gè)溝槽夾著的半導(dǎo)體層(隔開兩個(gè)溝槽的隔壁)中產(chǎn)生裂紋等的情況。

(特征8)與形成第五區(qū)域的工序相比而優(yōu)先實(shí)施形成第六區(qū)域的工序，在形成第六區(qū)域的工序中，在向第二外周溝槽的底面注入了第二導(dǎo)電型雜質(zhì)之后對半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火，在形成第五區(qū)域的工序中，在向第一外周溝槽的底面注入了第二導(dǎo)電型雜質(zhì)之后對半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火。在該方法中，由于第六區(qū)域與第五區(qū)域相比而更多地被進(jìn)行退火，因此能夠使第六區(qū)域的界面的曲線平緩。

(特征9)形成第六區(qū)域的工序中的退火的溫度與形成第五區(qū)域的工序中的退火的溫度相比而較高。根據(jù)該方法，能夠使第六區(qū)域的界面的曲線更加平緩。

(特征10)在形成第五區(qū)域的工序中，向第一外周溝槽的底面注入第一種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，在形成第六區(qū)域的工序中，向第二外周溝槽的底面注入在半導(dǎo)體基板中的擴(kuò)散系數(shù)大于第一種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)。根據(jù)該方法，能夠使第六區(qū)域的界面的曲線平緩。

(特征11)

半導(dǎo)體基板由SiC構(gòu)成，在形成第五區(qū)域的工序中，向第一外周溝槽的底面注入碳和硼，在形成第六區(qū)域的工序中，向第二外周溝槽的底面注入硼。根據(jù)該方法，能夠使第六區(qū)域的界面的曲線更加平緩。

(特征12)將柵極溝槽與第一外周溝槽同時(shí)形成。

(實(shí)施例1)

圖1所示的半導(dǎo)體裝置10具有由SiC組成的半導(dǎo)體基板12。半導(dǎo)體基板12具有單元區(qū)20與外周區(qū)域50。在單元區(qū)20內(nèi)形成有MOSFET。外周區(qū)域50為單元區(qū)20與半導(dǎo)體基板12的端面12a之間的區(qū)域。

如圖2所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成有表面電極14和絕緣層16。絕緣層16對外周區(qū)域50內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的表面進(jìn)行覆蓋。表面電極14在單元區(qū)20內(nèi)與半導(dǎo)體基板12相接。換言之，表面電極14與半導(dǎo)體基板12相接的接觸區(qū)為單元區(qū)20，與接觸區(qū)相比靠外周側(cè)(端面12a側(cè))的區(qū)域?yàn)橥庵軈^(qū)域50。在半導(dǎo)體基板12的背面上形成有背面電極18。背面電極18覆蓋著半導(dǎo)體基板12的大致整個(gè)背面。

在單元區(qū)20內(nèi)形成有源極區(qū)22、體區(qū)23、漂移區(qū)28、漏極區(qū)30、p型浮置區(qū)32、以及柵極溝槽34。

源極區(qū)22(權(quán)利要求的第一區(qū)域的一個(gè)示例)為，以高濃度而含有n型雜質(zhì)的n型區(qū)域。源極區(qū)22被形成在露出于半導(dǎo)體基板12的上表面上的范圍內(nèi)。源極區(qū)22與表面電極14相接，并且相對于表面電極14而歐姆連接。

體區(qū)23(權(quán)利要求的第二區(qū)域的一個(gè)示例)具有體接觸區(qū)24和低濃度區(qū)26。體接觸區(qū)24為以高濃度而含有p型雜質(zhì)的p型區(qū)域。體接觸區(qū)24以在未形成有源極區(qū)22的位置處露出于半導(dǎo)體基板12的上表面上的方式而形成。體接觸區(qū)24與表面電極14相接，并相對于表面電極14而歐姆連接。低濃度區(qū)26為以低濃度而含有p型雜質(zhì)的p型區(qū)域。低濃度區(qū)26的p型雜質(zhì)濃度與體接觸區(qū)24的p型雜質(zhì)濃度相比而較低。低濃度區(qū)26被形成在源極區(qū)22以及體接觸區(qū)24的下側(cè)，并與這兩個(gè)區(qū)域相接。

漂移區(qū)28(權(quán)利要求的第三區(qū)域的一個(gè)示例)為，以低濃度而含有n型雜質(zhì)的n型區(qū)域。漂移區(qū)28的n型雜質(zhì)濃度與源極區(qū)22的n型雜質(zhì)濃度相比而較低。漂移區(qū)28被形成在體區(qū)23的下側(cè)。漂移區(qū)28與體區(qū)23相接，并通過體區(qū)23而與源極區(qū)22分離。

漏極區(qū)30為以高濃度而含有n型雜質(zhì)的n型區(qū)域。漏極區(qū)30的n型雜質(zhì)濃度與漂移區(qū)28的n型雜質(zhì)濃度相比而較高。漏極區(qū)30被形成在漂移區(qū)28的下側(cè)。漏極區(qū)30與漂移區(qū)28相接，并通過漂移區(qū)28而與體區(qū)23分離。漏極區(qū)30被形成在露出于半導(dǎo)體基板12的下表面上的范圍內(nèi)。漏極區(qū)30相對于背面電極18而歐姆連接。

如圖1、2所示，在單元區(qū)20內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的上表面上形成有多個(gè)柵極溝槽34。如圖1所示，各個(gè)柵極溝槽34在半導(dǎo)體基板12的表面上相互平行且以直線狀而延伸。如圖2所示，各個(gè)柵極溝槽34以貫穿源極區(qū)22和體區(qū)23并到達(dá)漂移區(qū)28的方式而形成。在各個(gè)柵極溝槽34內(nèi)形成有底部絕緣層34a、柵級絕緣膜34b、以及柵電極34c。底部絕緣層34a為被形成在柵極溝槽34的底部的較厚的絕緣層。底部絕緣層34a的上側(cè)的柵極溝槽34的側(cè)面被柵級絕緣膜34b覆蓋。在底部絕緣層34a的上側(cè)的柵極溝槽34內(nèi)形成有柵電極34c。柵電極34c隔著柵級絕緣膜34b而與源極區(qū)22、體區(qū)23以及漂移區(qū)28對置。柵電極34c通過柵級絕緣膜34b以及底部絕緣層34a而與半導(dǎo)體基板12絕緣。柵電極34c的上表面被絕緣層34d覆蓋。柵電極34c通過絕緣層34d而與表面電極14絕緣。

p型浮置區(qū)32(權(quán)利要求的第四區(qū)域的一個(gè)示例)位于半導(dǎo)體基板12內(nèi)并被形成在露出于各個(gè)柵極溝槽34的底面上的范圍(即，與該底面相接的范圍)內(nèi)。各個(gè)p型浮置區(qū)32的周圍被漂移區(qū)28包圍。各個(gè)p型浮置區(qū)32通過漂移區(qū)28而相互分離。此外，各個(gè)p型浮置區(qū)32通過漂移區(qū)28而與體區(qū)23分離。

在露出于外周區(qū)域50內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的表面上的范圍內(nèi)，形成有p型的表面區(qū)域51。表面區(qū)域51擴(kuò)展到與體區(qū)23大致相同的深度。表面區(qū)域51的上表面整體被絕緣層16覆蓋。因此，表面區(qū)域51不與表面電極14相接。上述的漂移區(qū)28以及漏極區(qū)30擴(kuò)展到外周區(qū)域50。漂移區(qū)28和漏極區(qū)30擴(kuò)展到半導(dǎo)體基板12的端面12a。漂移區(qū)28從下側(cè)與表面區(qū)域51相接。

在外周區(qū)域50內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的上表面上形成有多個(gè)外周溝槽54(即，54a以及54b)。各個(gè)外周溝槽54以貫穿表面區(qū)域51并到達(dá)漂移區(qū)28的方式而形成。如圖1所示，在從上側(cè)對半導(dǎo)體基板12進(jìn)行觀察時(shí)，各個(gè)外周溝槽54被形成為圍繞單元區(qū)20的周圍一周的環(huán)狀。如圖2所示，表面區(qū)域51通過最內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54而與體區(qū)23(即，與源極區(qū)22以及表面電極14相接的p型區(qū)域)分離。此外，各個(gè)表面區(qū)域51通過各個(gè)外周溝槽54而相互分離。換言之，最內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54的內(nèi)側(cè)的p型區(qū)域?yàn)轶w區(qū)23，與最內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54相比而靠外周側(cè)的p型區(qū)域?yàn)楸砻鎱^(qū)域51。因此，外周溝槽54被形成在體區(qū)23的外側(cè)。在各個(gè)外周溝槽54內(nèi)形成有絕緣層53。

外周溝槽54具有第一外周溝槽54a和第二外周溝槽54b。第一外周溝槽54a的深度與柵極溝槽34的深度大致相等。第二外周溝槽54b與第一外周溝槽54a相比而較深。最靠內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54為第一外周溝槽54a。第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)而被交替地配置。

在半導(dǎo)體基板12內(nèi)且露出于各個(gè)外周溝槽54的底面上的范圍(即，與該底面相接的范圍)內(nèi)形成有p型的底面區(qū)域56(即，56a以及56b)。底面區(qū)域56以對外周溝槽54的整個(gè)底面進(jìn)行覆蓋的方式沿著外周溝槽54而形成。各個(gè)底面區(qū)域56的周圍被外周區(qū)域50內(nèi)的漂移區(qū)28(權(quán)利要求的第七區(qū)域的一個(gè)示例)包圍。各個(gè)底面區(qū)域56通過外周區(qū)域50內(nèi)的漂移區(qū)28而相互分離。

底面區(qū)域56具有露出于第一外周溝槽54a的底面上的第一底面區(qū)域56a(權(quán)利要求的第五區(qū)域的一個(gè)示例)、以及露出于第二外周溝槽54b的底面上的第二底面區(qū)域56b(權(quán)利要求的第六區(qū)域的一個(gè)示例)。第一底面區(qū)域56a被形成在與第二底面區(qū)域56b相比而較淺的位置處。即，第一底面區(qū)域56a的下端55a位于與第二底面區(qū)域56b的上端55b相比靠上側(cè)處。因此，在第一底面區(qū)域56a的下端55a與第二底面區(qū)域56b的上端55b之間，于半導(dǎo)體基板12的深度方向上形成有間隔D1。在對半導(dǎo)體基板12的上表面進(jìn)行俯視觀察時(shí)(即，沿著半導(dǎo)體基板12的深度方向進(jìn)行觀察時(shí))，第一底面區(qū)域56a以與相鄰的第二底面區(qū)域56b部分重疊的方式而配置。

在第一底面區(qū)域56a中，作為p型雜質(zhì)而含有Al(鋁)。在第二底面區(qū)域56b中，作為p型雜質(zhì)而含有B(硼)。

第二底面區(qū)域56b的厚度Db與第一底面區(qū)域56a的厚度Da相比而較大。此外，第二底面區(qū)域56b的寬度Wb(從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)的方向上的寬度)與第一底面區(qū)域56a的寬度Wa相比而較大。因此，第二底面區(qū)域56b的界面(與漂移區(qū)28的界面)的曲線與第一底面區(qū)域56a的界面(與漂移區(qū)28的界面)的曲線相比而較為平緩。即，第二底面區(qū)域56b的界面的曲率小于第一底面區(qū)域56a的界面的曲率。

接著，對半導(dǎo)體裝置10的動作進(jìn)行說明。在使半導(dǎo)體裝置10進(jìn)行動作時(shí)，在背面電極18與表面電極14之間被施加有使背面電極18成為正極的電壓。并且，通過對柵電極34c施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓，從而使單元區(qū)20內(nèi)的MOSFET導(dǎo)通。即，在與柵電極34c對置的位置的體區(qū)23內(nèi)形成有溝道，并使電子從表面電極14起經(jīng)由源極區(qū)22、溝道、漂移區(qū)28、以及漏極區(qū)30而朝向背面電極18流動。

當(dāng)停止朝向柵電極34c的柵極導(dǎo)通電壓的施加時(shí)，溝道將消失，且MOSFET斷開。當(dāng)MOSFET斷開時(shí)，耗盡層將從體區(qū)23與漂移區(qū)28的邊界部的pn結(jié)向漂移區(qū)28內(nèi)擴(kuò)展。當(dāng)耗盡層到達(dá)單元區(qū)20內(nèi)的p型浮置區(qū)32時(shí)，耗盡層還會從p型浮置區(qū)32向漂移區(qū)28內(nèi)擴(kuò)展。因此，位于兩個(gè)p型浮置區(qū)32之間的漂移區(qū)28通過從兩側(cè)的p型浮置區(qū)32開始擴(kuò)展的耗盡層而被耗盡化。如此，通過耗盡層向單元區(qū)20內(nèi)延伸，從而實(shí)現(xiàn)了單元區(qū)20內(nèi)的較高的耐壓。

此外，上述的從pn結(jié)起延伸的耗盡層到達(dá)位于最靠單元區(qū)20側(cè)的第一外周溝槽54a的下側(cè)的第一底面區(qū)域56a。于是，耗盡層從第一底面區(qū)域56a向其周圍的漂移區(qū)28內(nèi)擴(kuò)展。由于第一底面區(qū)域56a與其相鄰(與外周側(cè)相鄰)的第二底面區(qū)域56b之間的間隔較窄，因此從第一底面區(qū)域56a延伸出的耗盡層會到達(dá)相鄰的第二底面區(qū)域56b。于是，耗盡層從該第二底面區(qū)域56b起向其周圍的漂移區(qū)28內(nèi)擴(kuò)展。由于第二外周溝槽54b與其相鄰(與外周側(cè)相鄰)的第一底面區(qū)域56a之間的間隔較窄，因此從第二底面區(qū)域56b延伸出的耗盡層會到達(dá)相鄰的第一底面區(qū)域56a。如此，耗盡層經(jīng)由第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b而向外周側(cè)伸展。如此，耗盡層從最靠內(nèi)周側(cè)的底面區(qū)域56延伸至最靠外周側(cè)的底面區(qū)域56。如此，耗盡層廣泛地伸展至外周區(qū)域50內(nèi)的漂移區(qū)28內(nèi)。底面區(qū)域56彼此通過漂移區(qū)28而相互分離。因此，在各個(gè)底面區(qū)域56之間產(chǎn)生電位差。因此，在外周區(qū)域50內(nèi)，電位以從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)電位逐漸變化的方式而分布。如此，通過耗盡層向外周區(qū)域50內(nèi)伸展，并且形成向外周區(qū)域50內(nèi)緩慢變化的電位分布，從而抑制了外周區(qū)域50的電場集中。因此，半導(dǎo)體裝置10耐壓較高。

此外，第二底面區(qū)域56b與第一底面區(qū)域56a相比而向下側(cè)突出。因此，在耗盡層正在向外周區(qū)域50擴(kuò)展的狀態(tài)下，在第二底面區(qū)域56b的周圍，電場容易集中。但是，在半導(dǎo)體裝置10中，第二底面區(qū)域56b的厚度Db較厚，由此第二底面區(qū)域56b的界面的曲線變得較為平緩。通過以這種方式使第二底面區(qū)域56b的界面的曲線變得平緩，從而抑制了第二底面區(qū)域56b附近的電場集中。由此，半導(dǎo)體裝置10的耐壓進(jìn)一步提高。

接著，對半導(dǎo)體裝置10的制造方法進(jìn)行說明。在實(shí)施例1的制造方法中，首先，如圖3所示，通過外延生長、離子注入等而在半導(dǎo)體基板12上形成源極區(qū)22、體區(qū)23以及表面區(qū)域51。

接著，如圖4所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成具有開口的掩模60(例如氧化膜)，并通過各向異性蝕刻而對開口內(nèi)的半導(dǎo)體基板12進(jìn)行蝕刻。由此，形成第二外周溝槽54b。

接著，向第二外周溝槽54b的底面注入B(硼：權(quán)利要求的第二種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的一個(gè)示例)，之后，對半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火(第一退火)。由此，使被注入的B活化并擴(kuò)散。由此，如圖5所示，形成第二底面區(qū)域56b。

接著，通過使絕緣體在第二外周溝槽54b內(nèi)生長，從而在第二外周溝槽54b內(nèi)形成絕緣層53。

接著，如圖6所示，在半導(dǎo)體基板12的表面上形成具有開口的掩模62(例如氧化膜)，并通過各向異性蝕刻而對開口內(nèi)的半導(dǎo)體基板12進(jìn)行蝕刻。由此，形成第一外周溝槽54a和柵極溝槽34。第一外周溝槽54a和柵極溝槽34被形成為與第二外周溝槽54b相比而較淺。此外，第一外周溝槽54a被形成在第二外周溝槽54b的相鄰處，以使第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b被交替地配置。

接著，向第一外周溝槽54a的底面和柵極溝槽34的底面注入Al(鋁：權(quán)利要求的第一種第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的一個(gè)示例)，之后，對半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火(第二退火)。另外，第二退火以與第一退火相比而較低的溫度來實(shí)施。由此，使被注入的Al活化并擴(kuò)散。由此，如圖7所示，形成第一底面區(qū)域56a和p型浮置區(qū)32。

接著，使絕緣體在第一外周溝槽54a和柵極溝槽34的內(nèi)部生長。由此，在第一外周溝槽54a內(nèi)形成絕緣層53。接著，局部性地去除柵極溝槽34內(nèi)的絕緣體，之后，在柵極溝槽34內(nèi)形成柵絕緣膜34b和柵電極34c。

接著，通過在半導(dǎo)體基板12的上表面上形成絕緣層34d、絕緣層16以及表面電極14，從而完成半導(dǎo)體裝置10的上表面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)。接著，形成半導(dǎo)體基板12的下表面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)(即，漏極區(qū)30以及背面電極18)。由此，完成了圖1、2的半導(dǎo)體裝置10。

在上述的半導(dǎo)體裝置10的制造工序中，在沿著半導(dǎo)體基板12的上表面的方向(即，X方向以及Y方向)上，在第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b的相對位置上容易產(chǎn)生偏移。即，第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b的位置的X方向以及Y方向上的誤差較大。尤其在上述的實(shí)施例中，由于通過不同的工序而形成第一外周溝槽54a和第二外周溝槽54b，因此該誤差更大。第一底面區(qū)域56a的X方向以及Y方向上的位置因第一外周溝槽54a的位置而變化，第二底面區(qū)域56b的X方向以及Y方向上的位置因第二外周溝槽54b的位置而變化。因此，在X方向以及Y方向上，在第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b的相對位置上容易產(chǎn)生偏移。但是，在該半導(dǎo)體裝置10中，在半導(dǎo)體基板12的厚度方向(即Z方向)上，第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b的位置有所不同。更詳細(xì)而言，在第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b之間形成有間隔D1。因此，即使第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b的相對位置在X方向或Y方向上發(fā)生了較大偏移，第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b也不會連接在一起。例如，如圖8所示，即使由于制造誤差而使得第二底面區(qū)域56b位移至第一底面區(qū)域56a側(cè)，第一底面區(qū)域56a也不會與第二底面區(qū)域56b連接。如此，根據(jù)半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)，能夠防止由于制造誤差而導(dǎo)致第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b連接的情況。

此外，第一底面區(qū)域56a的Z方向上的位置因第一外周溝槽54a的深度和針對第一底面區(qū)域56a的雜質(zhì)的注入范圍以及擴(kuò)散范圍而變化。此外，第二底面區(qū)域56b的Z方向上的位置因第二外周溝槽54b的深度和針對第二底面區(qū)域56b的雜質(zhì)的注入范圍以及擴(kuò)散范圍而變化。各個(gè)溝槽的深度和雜質(zhì)的注入范圍以及擴(kuò)散范圍能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行控制。因此，與X方向以及Y方向上的位置相比，第一底面區(qū)域56a以及第二底面區(qū)域56b的Z方向上的位置能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行控制。因此，根據(jù)上述的制造方法，能夠準(zhǔn)確地對第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b的Z方向上的間隔D1進(jìn)行控制。因此，能夠縮短間隔D1。因此，根據(jù)上述的制造方法，能夠使外周區(qū)域50的耐壓提高。

此外，在上述的制造方法中，作為第一底面區(qū)域56a的p型雜質(zhì)而注入Al，作為第二底面區(qū)域56b的p型雜質(zhì)而注入B。半導(dǎo)體基板12(即，SiC)之中的B的擴(kuò)散系數(shù)與Al的擴(kuò)散系數(shù)相比而較大。因此，能夠?qū)⒌诙酌鎱^(qū)域56b設(shè)為大于第一底面區(qū)域56a。

此外，在上述的制造方法中，以與第二退火相比而較高的溫度來實(shí)施第一退火。因此，在第一退火中B的擴(kuò)散距離變大。由此，也使得第二底面區(qū)域56b被形成為大于第一底面區(qū)域56a。

此外，在上述的制造方法中，與第一底面區(qū)域56a相比而優(yōu)先形成第二底面區(qū)域56b。因此，第二底面區(qū)域56b不僅在第一退火中還在第二退火中被加熱。在第二退火中，由于在第二底面區(qū)域56b中的B進(jìn)一步擴(kuò)散，因此第二底面區(qū)域56b擴(kuò)大。由此也使得第二底面區(qū)域56b被形成為大于第一底面區(qū)域56a。

由于如上所述第二底面區(qū)域56b變得大于第一底面區(qū)域56a，因此第二底面區(qū)域56b的厚度Db也變得大于第一底面區(qū)域56a的厚度Da。其結(jié)果為，第二底面區(qū)域56b的界面的曲線與第一底面區(qū)域56a的界面的曲線相比而變得較為平緩。由于以這種方式而形成了第二底面區(qū)域56b，因此能夠如上所述在MOSFET的斷開時(shí)抑制第二底面區(qū)域56b的附近的電場集中。

此外，由于在第一底面區(qū)域56a的周圍難以產(chǎn)生電場集中，因此即使第一底面區(qū)域56a的界面的曲率較大，也不會產(chǎn)生電場集中的問題。此外，通過以這種方式使第一底面區(qū)域56a小型化，從而能夠使半導(dǎo)體裝置10小型化。

此外，在上述的制造方法中，通過不同的工序而形成了第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b。若同時(shí)形成第一外周溝槽54a和第二外周溝槽54b，則在第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b之間的較薄的隔壁(半導(dǎo)體層)上容易產(chǎn)生裂紋。與此相對，如上述那樣，若在形成第二外周溝槽54b之后，且在將絕緣層53埋入第二外周溝槽54b后形成第一外周溝槽54a，則由于不會形成較薄的隔壁從而能夠抑制裂紋。另外，即使優(yōu)先形成第一外周溝槽54a并在將絕緣層53埋入第一外周溝槽54a后形成第二外周溝槽54b，也能夠消除隔壁的裂紋的問題。

(實(shí)施例2)

在實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置中，第一底面區(qū)域56a中所包含的p型雜質(zhì)與第二底面區(qū)域56b中所包含的p型雜質(zhì)均為B。此外，第一底面區(qū)域56a中的C(碳)的濃度與第二底面區(qū)域56b中的C的濃度相比而較高。實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置10相同。因此，實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置也與實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置10同樣地進(jìn)行動作。

對實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。首先，以與實(shí)施例1相同的方式而形成圖6所示的結(jié)構(gòu)。接著，向第一外周溝槽54a的底面注入C。由此，第一外周溝槽54a的底面附近的C的濃度上升。接著，向第一外周溝槽54a的底面注入B。即，此處，將C和B混合在第一外周溝槽54a的底面中。接著，對半導(dǎo)體基板12進(jìn)行退火(第二退火)。由此，使被注入到半導(dǎo)體基板12中的B活化并擴(kuò)散。由此，如圖7所示，形成第一底面區(qū)域56a。另外，在實(shí)施例2的制造方法中，也可以與第一底面區(qū)域56a同時(shí)形成p型浮置區(qū)32。之后，以與實(shí)施例1的方法相同的方式而完成實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置。

當(dāng)在半導(dǎo)體基板12(即SiC)中混合B和C時(shí)，半導(dǎo)體基板12中的B的擴(kuò)散系數(shù)變小。即，B變得難以擴(kuò)散。因此，根據(jù)實(shí)施例2的制造方法，能夠形成較小的第一底面區(qū)域56a。此外，由于第二底面區(qū)域56b中只注入有B而未注入C，因此在實(shí)施例2的制造方法中也會與實(shí)施例1的制造方法同樣地形成較大的第二底面區(qū)域56b。因此，如圖2所示，在實(shí)施例2的制造方法中，也能夠?qū)⒌诙酌鎱^(qū)域56b設(shè)為大于第一底面區(qū)域56a。

另外，在實(shí)施例2的制造方法中，也可以以與實(shí)施例1的制造方法同樣的方式將第二退火的溫度設(shè)為高于第一退火的溫度。

另外，在上述的實(shí)施例1、2中，最靠內(nèi)周側(cè)(與體區(qū)23較近的一側(cè))的外周溝槽54為第一外周溝槽54a。但是，如圖9所示，最靠內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54也可以為第二外周溝槽54b(較深的溝槽)。此外，在圖2、9中，柵極溝槽34與最靠內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54具有大致相同的深度。但是，最靠內(nèi)周側(cè)的外周溝槽54可以與柵極溝槽34相比而較深、也可以與柵極溝槽34相比而較淺。

此外，在上述的實(shí)施例中，第一外周溝槽54a與第二外周溝槽54b被交替地形成有多個(gè)。但是，在一部分的區(qū)域中，也可以并排地形成兩個(gè)第一外周溝槽54a，還可以并排地形成兩個(gè)第二外周溝槽54b。此外，也可以在外周區(qū)域50內(nèi)各形成一個(gè)第一外周溝槽54a和第二外周溝槽54b。即，只需形成在外周區(qū)域50內(nèi)于與第一外周溝槽54a相鄰的位置處形成有第二外周溝槽54b的結(jié)構(gòu)，就能夠取得上述的實(shí)施例的效果。

此外，在上述的實(shí)施例中，第二底面區(qū)域56b與第一底面區(qū)域56a相比而較厚。但是，在第二底面區(qū)域56b附近的電場集中幾乎不會成為問題的情況下，第二底面區(qū)域56b的厚度也可以為第一底面區(qū)域56a的厚度以下。

此外，在上述的實(shí)施例中，在對半導(dǎo)體基板12的上表面進(jìn)行俯視觀察時(shí)，第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b部分重疊。但是，如圖10所示，它們也可以不重疊。即使采用這種結(jié)構(gòu)，也能夠防止由于X方向或Y方向上的位置的誤差而使第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b連接的情況。此外，即使第一底面區(qū)域56a與第二底面區(qū)域56b不重疊，也能夠使耗盡層從第一底面區(qū)域56a向第二底面區(qū)域56b(或者從第二底面區(qū)域56a向第一底面區(qū)域56b)伸展。

此外，在上述的實(shí)施例中，雖然半導(dǎo)體基板12由SiC構(gòu)成，但也可以使用由Si等其他的材質(zhì)構(gòu)成的半導(dǎo)體基板。此外，也可以代替上述的實(shí)施例的p型浮置區(qū)32而形成與預(yù)定的電位相連接的p型區(qū)域。

雖然以上對本發(fā)明的具體例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但這些只不過是示例，而并不是對權(quán)利要求書進(jìn)行限定的內(nèi)容。在權(quán)利要求書所記載的技術(shù)中，包括對上文所例示的具體例進(jìn)行了各種變形、變更的內(nèi)容。

在本說明書或附圖中所說明的技術(shù)要素為單獨(dú)或通過各種組合來發(fā)揮技術(shù)上的有用性的要素，其并不限定于申請時(shí)權(quán)利要求所記載的組合。此外，本說明書或附圖所例示的技術(shù)為能夠同時(shí)達(dá)成多個(gè)目的的技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)目的本身也具有技術(shù)上的有用性。