專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
上下電極結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體元件通常在芯片的上表面和下表面具有電極，在截止?fàn)顟B(tài)下，向上部電極施加負(fù)電壓，向下部電極施加正電壓。
在η溝道型結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體元件中，通常在下部電極上設(shè)置有η型漏極層，在η型漏極層上設(shè)置有η型漂移層，在η型漂移層上設(shè)置有形成有溝道的P型基底(base)層(p型體(body)層)。在P型基底層的表面設(shè)置有與上部電極連接的η型源極層。此外，設(shè)置有從η型源極層的表面貫通P型基底層而到達(dá)η型漂移層的溝槽。在溝槽內(nèi)隔著柵極絕緣膜設(shè)置有柵極電扱。這種功率半導(dǎo)體元件通過(guò)進(jìn)行溝槽柵極間距的細(xì)微化來(lái)提高溝道密度并減小導(dǎo)通電阻。但是，細(xì)微化是有限度的，難以進(jìn)一歩降低導(dǎo)通電阻。在這種狀況下，P型基底層內(nèi)形成有晶格常數(shù)與P型基底層不同的半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)受到關(guān)注。若各半導(dǎo)體層中彼此的晶格常數(shù)不同，則P型基底層受到應(yīng)力，P型基底層中的載流子流動(dòng)性提高，導(dǎo)通電阻減小。但是，在這種功率半導(dǎo)體元件中，可能產(chǎn)生因由η型漂移層、P型基底層、η型源極層構(gòu)成的寄生雙極晶體管而導(dǎo)致的雙極動(dòng)作(bipolar action)。因此，在上下電極結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體元件中，除了導(dǎo)通電阻低以外，還要求比抑制了雙極動(dòng)作的耐性更高的元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式提供ー種導(dǎo)通電阻低且耐性高的半導(dǎo)體元件。實(shí)施方式的一種半導(dǎo)體元件，包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層;第I導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層上，雜質(zhì)濃度高于上述第I半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度；控制電極，隔著絕緣膜設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第I半導(dǎo)體層的第I溝槽內(nèi)；含有SixGei_x或SixGeyC1^的第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層，被設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第I半導(dǎo)體層且隔著上述第2半導(dǎo)體層與上述第I溝槽鄰接的第2溝槽內(nèi)；第I主電極，與上述第I半導(dǎo)體層電連接；以及第2主電極，與上述第3半導(dǎo)體層連接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠提供ー種導(dǎo)通電阻低且耐性高的半導(dǎo)體元件。


圖I是第I實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的示意圖，圖1(a)是俯視示意圖，圖1(b)是圖1(a)的X-X’位置上的剖面示意圖。圖2是用于說(shuō)明半導(dǎo)體元件的能帶結(jié)構(gòu)的圖。圖3是用于說(shuō)明半導(dǎo)體元件的制造過(guò)程的剖面示意圖。圖4是用于說(shuō)明半導(dǎo)體元件的制造過(guò)程的剖面示意圖。圖5是第I實(shí)施方式的第I變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。圖6是第I實(shí)施方式的第2變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。
圖7是第I實(shí)施方式的第3變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。圖8是第2實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。
圖9是第3實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

實(shí)施方式。在以下說(shuō)明中，對(duì)同一部件標(biāo)以同一符號(hào)，對(duì)說(shuō)明過(guò)一次的部件適當(dāng)省略其說(shuō)明。(第I實(shí)施方式)圖I是第I實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的示意圖，圖1(a)是俯視示意圖，圖1(b)是圖1(a)的X-X’位置上的剖面示意圖。圖I所示的半導(dǎo)體元件IA是具有上下電極結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體元件。在半導(dǎo)體元件IA中，在n+型的漏極層(drain layer) 10上設(shè)置有n_型的漂移層(第I半導(dǎo)體層)11。在漂移層11上設(shè)置有n+型的溝道層(第2半導(dǎo)體層)12。溝道層12的雜質(zhì)濃度高于漂移層11的雜質(zhì)濃度。在半導(dǎo)體元件IA中，第I溝槽(trench) 20從溝道層12的表面到達(dá)漂移層11。在第I溝槽20內(nèi)，隔著柵極絕緣膜(絕緣膜)21設(shè)置有柵極電極(控制電極)22。在半導(dǎo)體元件IA中，第2溝槽30從溝道層12的表面到達(dá)漂移層11。第2溝槽30隔著溝道層12與第I溝槽20鄰接。在第2溝槽30內(nèi)，設(shè)置有含有SixGei_x或SixGeyCny的P型的SiGe含有層(第3半導(dǎo)體層)31(0彡x< 1，O彡y < 1，x > y)。如圖I (a)所示，第I溝槽20及第2溝槽30被設(shè)置為與溝道層12的表面平行的條狀。SiGe含有層31與溝道層12鄰接。SiGe含有層31的下表面與溝道層12的下表面為同一面。即，第I溝槽20以外的部分的漂移層11的表面平坦，在漂移層11的表面設(shè)置有SiGe含有層31和溝道層12。換言之，溝道層12設(shè)置于SiGe含有層31與柵極絕緣膜21之間的漂移層11的表面。在漏極層10上連接有漏極電極(第I主電極)50。從而，漏極電極50與漂移層11電連接。在SiGe含有層31上連接有源極電極(第2主電極)51。在源極電極51與柵極電極22、溝道層12及SiGe含有層31的一部分之間設(shè)置有層間絕緣膜60。漏極層10、漂移層11及溝道層12的主要成分為例如硅(Si)。柵極絕緣膜21的材質(zhì)為例如ニ氧化硅(SiO2)。柵極電極22的材質(zhì)為例如多晶硅(poly-Si)。漏極電極50的材質(zhì)為例如鎳(Ni)。源極電極51的材質(zhì)為例如鋁(Al)。在實(shí)施方式中，也可以將n+型，η—型，η型稱(chēng)為第I導(dǎo)電型，將P型稱(chēng)為第2導(dǎo)電型。說(shuō)明半導(dǎo)體元件IA的動(dòng)作。
圖2是用于說(shuō)明半導(dǎo)體元件的能帶結(jié)構(gòu)的圖。圖2表示SiGe含有層31、溝道層12、柵極絕緣膜21及柵極電極22各自的能帶結(jié)構(gòu)。圖2(a)表示柵極電極22為O(V)時(shí)的狀態(tài)，圖2(b)表示柵極電極22為閾值電壓(V)時(shí)的狀態(tài)。圖2 (a)是半導(dǎo)體元件IA的截止?fàn)顟B(tài)，圖2 (b)是半導(dǎo)體元件IA的導(dǎo)通狀態(tài)。在源極電極51與漏極電極50之間,施加有使漏極電極50側(cè)成為正電位的電壓。通過(guò)對(duì)柵極電極22施加閾值電壓(V)，SiGe含有層31與溝道層12之間被施加反向電壓。例如，相對(duì)于溝道層12的電位，SiGe含有層31的電位成為“正(+)”。由此，在圖2(b)中，與圖2(a)相比，耗盡層的厚度減小，在SiGe含有層31與溝道層12的接合界面產(chǎn)生帶間隧道電流。即，從SiGe含有層31向溝道層12側(cè)流過(guò)電子電流 。電子電流流過(guò)漂移層11內(nèi)，到達(dá)漏極層10。一般情況下，在現(xiàn)有的上下電極結(jié)構(gòu)的MOSFET元件中，在基底層(體層)中形成反型溝道(inversion channel),從而使元件成為導(dǎo)通狀態(tài)。但是,在半導(dǎo)體元件IA中，通過(guò)柵極電極22的電位控制帶間隧道電流，使元件成為導(dǎo)通狀態(tài)或成為截止?fàn)顟B(tài)。在半導(dǎo)體元件IA中，SiGe含有層31和溝道層12的接合界面與柵極電極22彼此相對(duì)置。因此，帶間隧道電流相對(duì)于源極電極51與漏極電極50相對(duì)置的方向大致垂直地流動(dòng)。由此，帶間隧道電流難以受到在源極電極51與漏極電極50之間所施加的電壓(源扱-漏極間電壓)的影響。在半導(dǎo)體元件IA中，將產(chǎn)生帶間隧道電流的接合界面與柵極電極22相對(duì)置，結(jié)果能夠高效地向SiGe含有層31與溝道層12的接合界面?zhèn)鬟f基于柵極電極22的電壓的調(diào)制。其結(jié)果，在半導(dǎo)體元件IA中，短溝道效應(yīng)得以抑制。此外，能夠通過(guò)柵極電壓高精度地控制半導(dǎo)體元件IA的導(dǎo)通截止動(dòng)作。此外，在半導(dǎo)體元件IA中，SiGe含有層31與溝道層12鄰接。在溝道層12的主要成分為Si吋，SiGe含有層31與Si層的晶格常數(shù)不同，因此應(yīng)カ施加到溝道層12上。由此，溝道層12內(nèi)的載流子的流動(dòng)性増大。因此，半導(dǎo)體元件IA的溝道層12的電阻進(jìn)一歩成為低電阻。其結(jié)果，半導(dǎo)體元件IA的導(dǎo)通電阻(on resistance)進(jìn)ー步減小。此外，在現(xiàn)有的MOSFET中，在源極電極51與漏極層10之間設(shè)置有n+型的源極層、P型的基底層(體層)，但在半導(dǎo)體元件IA中，沒(méi)有設(shè)置n+型的源極層、P型的基底層(體層)。因此，在半導(dǎo)體元件IA中不存在npn型的寄生雙極晶體管。由此，在半導(dǎo)體元件IA中，寄生雙極晶體管不動(dòng)作。由此，在半導(dǎo)體元件IA中實(shí)現(xiàn)了高雪崩耐量。此外，SiGe含有層31與漂移層11或溝道層12的接合為異質(zhì)結(jié)。SiGe含有層的帶隙比Si層的帶隙窄。因此，在SiGe含有層31與漂移層11或溝道層12中，在價(jià)帶側(cè)產(chǎn)生能帶不連續(xù)。由于該價(jià)帶的能帶不連續(xù)，因此從SiGe含有層31朝向漂移層11或溝道層12的空穴(hole)注入得以抑制。由此，在半導(dǎo)體元件IA中，使內(nèi)置ニ極管(例如P型SiGe含有層31/n_型漂移層11)動(dòng)作的情況下，多余的空穴注入被抑制，反向恢復(fù)(reverserecovery)時(shí)的充電(charge)減小。其結(jié)果，在半導(dǎo)體元件IA中，恢復(fù)(recovery)損失減少。此外，在半導(dǎo)體元件IA中，即使由于雪崩擊穿而在溝槽20的下端附近產(chǎn)生空穴，如圖1(b)的箭頭所示，空穴h也高效地經(jīng)由SiGe含有層31向源極電極51排出。說(shuō)明半導(dǎo)體元件IA的制造過(guò)程。
圖3及圖4是用于說(shuō)明半導(dǎo)體元件的制造過(guò)程的剖面示意圖。如圖3(a)所示，形成從下層開(kāi)始層疊了漏極層10/漂移層11/溝道層12而成的半導(dǎo)體層疊體。漏極層10和漂移層11例如通過(guò)外延生長(zhǎng)來(lái)形成。溝道層12例如通過(guò)外延生長(zhǎng)或離子注入來(lái)形成。接著，在溝道層12的表面形成選擇性地開(kāi)ロ的掩模部件90。掩模部件90的材質(zhì)為例如ニ氧化硅(SiO2)。接著,如圖3(b)所示,例如通過(guò)RIE (Reactive Ion Etching :反應(yīng)性離子蝕刻)對(duì)從掩模部件90露出的溝道層12進(jìn)行蝕刻。由此，形成第2溝槽30。接著，如圖3(c)所示，在第2溝槽30內(nèi)例如通過(guò)外延生長(zhǎng)形成SiGe含有層31。此后，去除掩t吳部件90。 接著，如圖4(a)所示，在溝道層12上及SiGe含有層31上形成選擇性地開(kāi)ロ的掩模部件91。掩模部件91的材質(zhì)為例如ニ氧化硅(SiO2)。接著，如圖4 (b)所示，例如通過(guò)RIE對(duì)從掩模部件91露出的溝道層12進(jìn)行蝕刻。由此,形成第I溝槽20。接著，如圖4(c)所示，通過(guò)熱氧化在第I溝槽20中形成柵極絕緣膜21。進(jìn)一歩，在柵極絕緣膜21上通過(guò)CVD (Chemical Vapor Deposition :化學(xué)氣相沉積)形成柵極電極22。此后，如圖I所示，形成層間絕緣膜60、漏極電極50及源極電極51。由此，形成半導(dǎo)體元件IA。(第I實(shí)施方式的第I變形例)圖5是第I實(shí)施方式的第I變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。圖5所示的半導(dǎo)體元件IB的基本結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體元件IA相同。但是，在半導(dǎo)體元件IB中，還從SiGe含有層31的表面到內(nèi)部地設(shè)置有第3溝槽34。在第3溝槽34內(nèi)設(shè)置有與第2主電極連接的接觸層35。接觸層35也可以是源極電極51的一部分。通過(guò)在SiGe含有層31內(nèi)設(shè)置這種溝槽狀的接觸層35，在半導(dǎo)體元件IB中，與半導(dǎo)體元件IA相比，SiGe含有層31與源極電極51的接觸電阻進(jìn)ー步減小。(第I實(shí)施方式的第2變形例)
圖6是第I實(shí)施方式的第2變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。圖6所示的半導(dǎo)體元件IC的基本結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體元件IA相同。但是，在半導(dǎo)體元件IC中，SiGe含有層31的下端31b位于比溝道層12的下端12b深的位置。SiGe含有層31的底面與漏極層10的表面之間的距離比溝道層12的底面與漏極層10的表面之間的距離短。若SiGe含有層31從漂移層11的表面插入到內(nèi)部，則在漂移層11的一部分上也施加應(yīng)力。這是因?yàn)?，在漂移?1的主要成分為Si吋，SiGe含有層31與Si層的晶格常數(shù)不同。由此，漂移層11內(nèi)的載流子的流動(dòng)性増大。因此，半導(dǎo)體元件IC的漂移層11的電阻比半導(dǎo)體元件1A、1B的漂移層11的電阻低。其結(jié)果，半導(dǎo)體元件IC的導(dǎo)通電阻與半導(dǎo)體元件1A、1B的導(dǎo)通電阻相比進(jìn)ー步降低。此外，在半導(dǎo)體元件IC中，SiGe含有層31的下端31b位于比溝道層12的下端12b深的位置。由此，在半導(dǎo)體元件IC中，電場(chǎng)集中被分散到溝槽20的下端20b和SiGe含有層31的下端31b。其結(jié)果，半導(dǎo)體元件1C與半導(dǎo)體元件1A、1B相比，耐壓提高。
此外，在半導(dǎo)體元件IC中，由于SiGe含有層31的下端31b位于比溝道層12的下端12b深的位置，因此空穴排出電阻減小。因此，在半導(dǎo)體元件IC中，與半導(dǎo)體元件1A、1B相比，空穴h容易經(jīng)由SiGe含有層31向源極電極51放出。其結(jié)果，半導(dǎo)體元件IC的雪崩耐量比半導(dǎo)體元件1A、1B高。(第I實(shí)施方式的第3變形例)圖7是第I實(shí)施方式的第3變形例所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。在圖7所示的半導(dǎo)體元件ID中，SiGe含有層31的下端31b位于比半導(dǎo)體元件IC更深的位置。例如,在半導(dǎo)體元件ID中，SiGe含有層31的下端31b位于比第I溝槽20的下端20b深的位置。SiGe含有層31的底面與漏極層10的表面之間的距離比第I溝槽20的底面與漏極層10的表面之間的距離短。
這樣，若SiGe含有層31形成至比第I溝槽20的底部更深的位置，則電場(chǎng)集中被分散到第I溝槽20的下端20b和SiGe含有層31的下端31b。由此，例如，熱載流子向柵極絕緣膜21的注入被抑制，柵極可靠性提高。此外，由于產(chǎn)生雪崩擊穿的位置為SiGe含有層31的下端附近，因此能夠高效地將空穴經(jīng)由SiGe含有層31向源極電極51放出。S卩，半導(dǎo)體元件ID的雪崩耐量比半導(dǎo)體元件IC更高。此外，在半導(dǎo)體元件ID中，與半導(dǎo)體元件IC相比，SiGe含有層31與漂移層11的接觸面積進(jìn)一歩増大。因此，半導(dǎo)體元件ID的漂移層11進(jìn)ー步受到應(yīng)力。其結(jié)果，與半導(dǎo)體元件IC相比，半導(dǎo)體元件ID的漂移層11的流動(dòng)性進(jìn)一歩増大。即，半導(dǎo)體元件ID的導(dǎo)通電阻與半導(dǎo)體元件IC的導(dǎo)通電阻相比進(jìn)ー步減小。(第2實(shí)施方式)圖8是第2實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。圖8所示的半導(dǎo)體元件2的基本結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體元件IB相同。但是，在半導(dǎo)體元件2中，還在第I溝槽20內(nèi)、柵極電極22下隔著絕緣膜24設(shè)置有埋入電極25。埋入電極25與源極電極51或柵極電極22電連接。埋入電極25的材質(zhì)為例如多晶硅。埋入電極25作為所謂的場(chǎng)板電極(field plate electrode)發(fā)揮作用。由此，在半導(dǎo)體元件2中，漂移層11容易經(jīng)由柵極絕緣膜21而耗盡化。因此，半導(dǎo)體元件2的漂移層11的雜質(zhì)濃度能夠設(shè)定為高于半導(dǎo)體元件IB的漂移層11的雜質(zhì)濃度。由此，半導(dǎo)體元件2的導(dǎo)通電阻低于半導(dǎo)體元件IB的導(dǎo)通電阻。 此外，在半導(dǎo)體元件2中，也設(shè)置有SiGe含有層31，因此溝道層12成為低電阻，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高雪崩耐量、低恢復(fù)損失。(第3實(shí)施方式)圖9是第3實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的剖面示意圖。在圖9所示的半導(dǎo)體元件3中，除了半導(dǎo)體元件IB的結(jié)構(gòu)以外，在漂移層11內(nèi)還設(shè)置有與SiGe含有層31連接的P型的柱層(pillar layer)(第4半導(dǎo)體層)15。柱層15的主要成分為例如硅(Si)。設(shè)置柱層15的結(jié)果是，漂移層11也成為柱狀，半導(dǎo)體元件3具有在漏極層10上交替地排列漂移層11和柱層15的超結(jié)(super junction)結(jié)構(gòu)。在漂移層11中，埋入有與SiGe含有層31連接的柱層15，從而耗盡層從柱層15向漂移層11延伸，漂移層11容易耗盡化。因此，半導(dǎo)體元件3的漂移層11的雜質(zhì)濃度能夠設(shè)定為高于半導(dǎo)體元件IB的漂移層11的雜質(zhì)濃度。由此，半導(dǎo)體元件3的導(dǎo)通電阻與半導(dǎo)體元件IB的導(dǎo)通電阻相比進(jìn)ー步降低。此外，在半導(dǎo)體元件3中，也設(shè) 置有SiGe含有層31，因此溝道層12成為低電阻，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高雪崩耐量、低恢復(fù)損失。在實(shí)施方式中，將第I導(dǎo)電型設(shè)為η型、第2導(dǎo)電型設(shè)為P型進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以將第I導(dǎo)電型設(shè)為P型、第2導(dǎo)電型設(shè)為η型來(lái)實(shí)施。此外，在實(shí)施方式中，沒(méi)有表示末端結(jié)構(gòu)，但不限定于末端結(jié)構(gòu)，使用降低表面電場(chǎng)(RESURF :reduced surface field)、場(chǎng)板、保護(hù)環(huán)等任何結(jié)構(gòu)均能夠?qū)嵤４送?，在?shí)施方式中，關(guān)于超結(jié)結(jié)構(gòu)的形成エ藝，使用反復(fù)進(jìn)行離子注入和埋入式晶體生長(zhǎng)的エ藝、改變加速電壓的エ藝等任何エ藝均能夠?qū)嵤?。以上，參照具體例說(shuō)明了實(shí)施方式。但是，實(shí)施方式不限定于上述具體例。即，只要具有實(shí)施方式的特征，則本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)上述具體例適當(dāng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)上的變更也包含于實(shí)施方式的范圍。上述各具體例所具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀及尺寸等不限定于例示，可以適當(dāng)進(jìn)行變更。此外，上述各實(shí)施方式所具備的各要素在技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行組合，組合后只要包含實(shí)施方式的特征，則也包含于實(shí)施方式的范圍。此外，在實(shí)施方式的思想范疇內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到各種變更例及修正例，上述變更例及修正例也屬于實(shí)施方式的范圍。說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式僅是示例，不限定發(fā)明的范圍。上述新穎的實(shí)施方式能夠以其他各種方式來(lái)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的要g的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換及變更。上述實(shí)施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍及要_，并且包含于權(quán)利要求書(shū)中所記載的發(fā)明及其等同的范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體元件，其中，包括 第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層； 第I導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層上，雜質(zhì)濃度高于上述第I半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度； 控制電扱，隔著絕緣膜設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第I半導(dǎo)體層的第I溝槽內(nèi)； 含有SixGei_x或SixGeyC^的第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層，被設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第I半導(dǎo)體層且隔著上述第2半導(dǎo)體層與上述第I溝槽鄰接的第2溝槽內(nèi)； 第I主電極，與上述第I半導(dǎo)體層電連接；以及 第2主電極，與上述第3半導(dǎo)體層連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件，其中， 從上述第3半導(dǎo)體層的表面到內(nèi)部還設(shè)置有第3溝槽，在上述第3溝槽內(nèi)設(shè)置有與上述第2主電極連接的接觸層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件，其中， 上述接觸層是上述第2主電極的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第2半導(dǎo)體層的下表面和上述第3半導(dǎo)體層的下表面包含于同一平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的下端位于比上述第2半導(dǎo)體層的下端深的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的下端位于比上述第I溝槽的下端深的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 在上述第I溝槽內(nèi)，在上述控制電極下還設(shè)置有埋入電扱， 上述埋入電極與上述第2主電極或上述控制電極電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 在上述第I半導(dǎo)體層內(nèi)，還設(shè)置有與上述第3半導(dǎo)體層連接的第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體元件，其中， 在上述第I半導(dǎo)體層中設(shè)置有超結(jié)結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層及上述控制電極被設(shè)置為，在與上述第2半導(dǎo)體層的表面平行的方向上延伸的條狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件，其中， 上述第I半導(dǎo)體層及上述第2半導(dǎo)體層是硅層。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的帶隙比上述第2半導(dǎo)體層的帶隙窄。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的帶隙比上述第I半導(dǎo)體層及上述第2半導(dǎo)體層的帶隙窄。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的價(jià)帶與上述第I半導(dǎo)體層及上述第2半導(dǎo)體層的價(jià)帶之間不連續(xù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述控制電極控制上述第2半導(dǎo)體層與上述第3半導(dǎo)體層之間產(chǎn)生的帶間隧道電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體元件,其中， 上述第3半導(dǎo)體層的晶格常數(shù)與上述第I半導(dǎo)體層及上述第2半導(dǎo)體層的晶格常數(shù)不同。
全文摘要
一種半導(dǎo)體元件，包括第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層；第1導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，設(shè)置在上述第1半導(dǎo)體層上；控制電極，隔著絕緣膜設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第1半導(dǎo)體層的第1溝槽內(nèi)；含有SixGe1-x或SixGeyC1-x-y的第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層，被設(shè)置在從上述第2半導(dǎo)體層的表面到達(dá)上述第1半導(dǎo)體層且隔著上述第2半導(dǎo)體層與上述第1溝槽鄰接的第2溝槽內(nèi)；第1主電極，與上述第1半導(dǎo)體層連接；以及第2主電極，與上述第3半導(dǎo)體層連接。上述第2半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度高于上述第1半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102694010SQ20121006998
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者仲敏行, 小野升太郎, 山下浩明, 齋藤涉, 渡邊美穗, 谷內(nèi)俊治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝