Siliziumkarbid-Halbleiterbauelement (304; 404; 514; 604), das aufweist:einen elektrischen Feldeffekttransistor miteinem Siliziumkarbid-Halbleitersubstrat (1) von einem ersten Leitungstyp mit einer ersten Fremdstoffkonzentration;einer Drain-Elektrode (13), die mit der Rückseitenoberfläche des Siliziumkarbid-Halbleitersubstrats (1) elektrisch verbunden ist;einer Halbleiterschicht (2) vom ersten Leitungstyp, die auf dem Siliziumkarbid-Halbleitersubstrat (1) ausgebildet ist und eine zweite Fremdstoffkonzentration, die niedriger als die erste Fremdstoffkonzentration ist, aufweist;einem ersten Halbleitergebiet (3; 43), das von der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (2) zur Innenseite der Halbleiterschicht (2) ausgebildet ist und einen von dem ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyp aufweist;einem zweiten Halbleitergebiet (5; 45) vom ersten Leitungstyp, das von der oberen Oberfläche des ersten Halbleitergebiets (3; 43) zur Innenseite des ersten Halbleitergebiets (3; 43) ausgebildet ist;einem dritten Halbleitergebiet (7; 47) vom zweiten Leitungstyp, das von der oberen Oberfläche des ersten Halbleitergebiets (3; 43) zur Innenseite des ersten Halbleitergebiets (3; 43) ausgebildet ist, zu dem zweiten Halbleitergebiet (5; 45) benachbart ist und mit dem ersten Halbleitergebiet (3; 43) elektrisch verbunden ist;einem vierten Halbleitergebiet (6; 46) vom ersten Leitungstyp, das von der oberen Oberfläche des ersten Halbleitergebiets (3; 43) zur Innenseite des ersten Halbleitergebiets (3; 43) ausgebildet und von dem zweiten Halbleitergebiet (5; 45) und dem dritten Halbleitergebiet (7; 47) getrennt ist;einem fünften Halbleitergebiet (4; 44) vom ersten Leitungstyp, das von der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (2) zur Innenseite der Halbleiterschicht (2) in Kontakt mit der Halbleiterschicht (2) ausgebildet ist und eine dritte Fremdstoffkonzentration, die gleich oder höher als die zweite Fremdstoffkonzentration ist, aufweist;einem Graben (8), der an der oberen Oberfläche des ersten Halbleitergebiets (3; 43) so ausgebildet ist, dass er weniger tief als das erste Halbleitergebiet (3; 43) ist und eine erste seitliche Oberfläche und eine zweite seitliche Oberfläche, die einander gegenüberliegen, und eine dritte seitliche Oberfläche, die sowohl die erste seitliche Oberfläche als auch die zweite seitliche Oberfläche schneidet, enthält;einer Gate-Elektrode (10, 104), die in dem Graben (8) mit einer Gate-Isolationsschicht (9) dazwischen ausgebildet ist;einer Source-Elektrode (106), die auf der Halbleiterschicht (2) ausgebildet und mit dem zweiten Halbleitergebiet (5; 45) und dem dritten Halbleitergebiet (7; 47) elektrisch verbunden ist, wobeidas zweite Halbleitergebiet (5; 45) mit der ersten seitlichen Oberfläche oder der dritten seitlichen Oberfläche in Kontakt steht, die zweite seitliche Oberfläche mit dem vierten Halbleitergebiet (6; 46) in Kontakt steht, und die dritte seitliche Oberfläche mit dem ersten Halbleitergebiet (3; 43) zwischen dem zweiten Halbleitergebiet (5; 45) und dem vierten Halbleitergebiet (6; 46) in Kontakt steht,das vierte Halbleitergebiet (6; 46) einen ersten Abschnitt, der sich in einer ersten Richtung orthogonal zu der dritten seitlichen Oberfläche erstreckt und mit dem Graben (8) und dem fünften Halbleitergebiet (4; 44) in Kontakt steht, und einen zweiten Abschnitt, der sich in einer Draufsicht in einer zu der ersten Richtung orthogonalen zweiten Richtung erstreckt und mit dem fünften Halbleitergebiet (4; 44) in Kontakt steht, enthält, undmehrere periodische Strukturen mit dem ersten Halbleitergebiet (3; 43), dem zweiten Halbleitergebiet (5; 45), dem dritten Halbleitergebiet (7; 47), dem vierten Halbleitergebiet (6; 46), dem fünften Halbleitergebiet (4; 44) und dem Graben (8) in der ersten Richtung an der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (2) nebeneinander angeordnet sind.

    In a SiC power MISFET having a lateral surface of a trench formed in an upper surface of a SiC epitaxial substrate as a channel region, a silicon carbide semiconductor device having low resistance, high performance, and high reliability is realized. As a means therefor, a SiC power MISFET is formed as an island-shaped unit cell on an upper surface of an n-type SiC epitaxial substrate that is provided with a drain region on a bottom surface thereof, the SiC power MISFET including: an n-type current diffusion region that surrounds a p-type body layer contact region and an n-type source region in the indicated order in a plan view; a p-type body layer and an n-type JFET region; a trench that is formed on the body layer so as to span between the source region and the current diffusion region adjacent each other in a first direction and extends in the first direction; and a gate electrode embedded in the trench with a gate insulating film therebetween.


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    Title :

    SILIZIUMKARBID-HALBLEITERBAUELEMENT, LEISTUNGSWANDLUNGSEINRICHTUNG, DREIPHASEN-MOTORSYSTEM, AUTOMOBIL UND SCHIENENVERKEHRSMITTEL


    Contributors:
    TEGA NAOKI (author) / SUTO TAKERU (author) / WATANABE NAOKI (author) / MORI YUKI (author) / HISAMOTO DIGH (author)

    Publication date :

    2024-08-01


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German


    Classification :

    IPC:    H01L Halbleiterbauelemente , SEMICONDUCTOR DEVICES / B61C Lokomotiven , LOCOMOTIVES / H02P CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS , Steuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern



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