DE112021001954T5 - Halbleiterbauelement - Google Patents

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Abstract

Halbleiterbauelement, aufweisend: einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche, einen Drift-Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist, einen Body-Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs ausgebildet ist, einen Source-Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs ausgebildet ist, mehrere Source-Grabenstrukturen, die an der Hauptoberfläche so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich und den Body-Bereich schneiden und so bis zu dem Drift-Bereich reichen, und die mit Abständen dazwischen in einer ersten Richtung angeordnet sind, einen Body-Verbindungsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen gebildet ist, die in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs benachbart sind, um elektrisch mit dem Body-Bereich verbunden zu sein, und einen Source-Verbindungsbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Source-Grabenstrukturen in einem Bereich, der sich von dem Body-Verbindungsbereich in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs unterscheidet, gebildet ist, um elektrisch mit dem Source-Bereich verbunden zu sein.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Anmeldung entspricht der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-110900 , die am 26. Juni 2020 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement.
  • Hintergrund
  • Patentliteratur 1 offenbart ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleitersubstrat, einem n-artigen Drift-Bereich, einem p-artigen Body-Bereich, einer Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen, einer Vielzahl von Source-Grabenstrukturen, einer Vielzahl von n-artigen Source-Bereichen und einer Vielzahl von p-artigen Body-Kontaktbereichen. Der Drift-Bereich ist in einem Oberflächenschichtabschnitt des Halbleitersubstrats gebildet. Der Body-Bereich ist an einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs gebildet. Die mehreren Gate-Grabenstrukturen sind auf dem Halbleitersubstrat in Abständen zueinander so ausgebildet, dass sie den Drift-Bereich erreichen, und sind streifenförmig (in einer Streifenform) in einer Richtung angeordnet.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen sind jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen in dem Halbleitersubstrat gebildet und sind streifenförmig entlang der Gate-Grabenstruktur angeordnet. Jede der Source-Bereiche ist entlang jeder der Gate-Grabenstrukturen in einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs gebildet. Jeder der Body-Kontaktbereiche ist entlang jeder der Source-Grabenstrukturen in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs gebildet und ist mit jedem der Source-Bereiche verbunden.
  • Liste der Zitierungen
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Veröffentlichung der US-Patentanmeldung Nr. 2017/0040423
  • Zusammenfassung
  • Technische Aufgabe
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterbauelement, das zur Miniaturisierung beiträgt.
  • Lösung der Aufgabe
  • Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Halbleiterbauelement, aufweisend: einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche, einen Drift-Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist, einen Body-Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs ausgebildet ist, einen Source-Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs ausgebildet ist, mehrere (eine Vielzahl von) Source-Grabenstrukturen, die an der Hauptoberfläche so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich und den Body-Bereich schneiden und so bis zu dem Drift-Bereich reichen, und die mit Abständen dazwischen in einer ersten Richtung angeordnet sind, einen Body-Verbindungsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen gebildet ist, die in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs benachbart sind, um elektrisch mit dem Body-Bereich verbunden zu sein, und einen Source-Verbindungsbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Source-Grabenstrukturen in einem Bereich, der sich von dem Body-Verbindungsbereich in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs unterscheidet, gebildet ist, um elektrisch mit dem Source-Bereich verbunden zu sein.
  • Die vorgenannten oder weiteren Gegenstände, Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Draufsicht auf ein SiC-Halbleiterbauelement gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 ist eine Draufsicht, die ein Layout einer in 1 dargestellten Elektrode zeigt.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht, die ein Layout einer ersten Hauptoberfläche eines in 1 dargestellten SiC-Chips zeigt.
    • [4] 4 ist eine Draufsicht, in der ein Hauptabschnitt einer in 3 dargestellten Struktur vergrößert ist.
    • [5] 5 ist eine Draufsicht, in der ein weiterer Hauptabschnitt der in 3 dargestellten Struktur vergrößert ist.
    • [6] 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 dargestellten Linie VI-VI.
    • [7] 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 4.
    • [8] 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 dargestellten Linie VIII-VIII.
    • [9] 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 gezeigten Linie IX-IX.
    • [10] 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 5 gezeigten Linie X-X.
    • [11] 11 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [12] 12 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [13] 13 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [14] 14 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [15] 15 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [16] 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 15 gezeigten Linie XVI-XVI.
    • [17] 17 entspricht 6 und ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
    • [18] 18 entspricht 6 und ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Beschreibung der Ausführungsformen
  • 1 ist eine Draufsicht auf ein SiC-Halbleiterbauelement gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht, die ein Layout einer in 1 dargestellten Elektrode zeigt. 3 ist eine Draufsicht, die ein Layout einer ersten Hauptoberfläche eines in 1 dargestellten SiC-Chips zeigt. 4 ist eine Draufsicht, in der ein Hauptabschnitt einer in 3 dargestellten Struktur vergrößert ist. 5 ist eine Draufsicht, in der ein weiterer Hauptabschnitt der in 3 dargestellten Struktur vergrößert ist. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 dargestellten Linie VI-VI. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 4. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 dargestellten Linie VIII-VIII. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 gezeigten Linie IX-IX. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 5 gezeigten Linie X-X.
  • Bezug nehmend auf 1 bis 10 ist das SiC-Halbleiterbauelement 1 ein elektronisches Bauteil, das den SiC-Chip 2 enthält, der ein SiC-Einkristall ist, in dieser Ausführungsform insbesondere ein hexagonaler Kristall. Darüber hinaus ist das SiC-Halbleiterbauelement 1 in dieser Ausführungsform ein Halbleiter-Schaltbauelement, das einen SiC-MISFET (Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor) enthält. Der hexagonale SiC-Einkristall weist eine Vielzahl von Polytypen auf, darunter einen 2H (Hexagonal)-SiC-Einkristall, einen 4H-SiC-Einkristall, einen 6H-SiC-Einkristall usw. In dieser Ausführungsform wird ein Beispiel gezeigt, bei dem der SiC-Chip 2 ein 4H-SiC-Einkristall ist, wobei jedoch andere Polytypen nicht ausgeschlossen sind.
  • Der SiC-Chip 2 hat die Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Der SiC-Chip 2 hat eine erste Hauptoberfläche 3 auf einer Seite, eine zweite Hauptoberfläche 4 auf der anderen Seite und erste bis vierte Seitenflächen 5A bis 5D, die die erste Hauptfläche 3 und die zweite Hauptfläche 4 miteinander verbinden. Die erste Hauptfläche 3 ist eine Bauelementfläche, auf der ein funktionales Bauelement gebildet wird. Die zweite Hauptoberfläche 4 ist eine Nicht-Bauelementfläche, auf der kein funktionales Bauelement gebildet wird. Die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 4 sind jeweils viereckig (insbesondere rechteckig) in der Draufsicht aus ihren Normalenrichtungen Z (im Folgenden einfach als „in der Draufsicht“ bezeichnet) ausgebildet.
  • Die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 4 sind entlang einer c-Ebene eines SiC-Einkristalls angeordnet. Die c-Ebene weist eine Siliziumoberfläche ((0001)-Ebene) und eine Kohlenstoffoberfläche ((000-1)-Ebene) des SiC-Einkristalls auf. Vorzugsweise ist die erste Hauptoberfläche 3 entlang der Siliziumoberfläche und die zweite Hauptoberfläche 4 entlang der Kohlenstoffoberfläche angeordnet. Die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 4 können einen Off-Winkel aufweisen, bei dem die Oberflächen um einen vorbestimmten Winkel in einer Off-Richtung in Bezug auf die c-Ebene geneigt sind. Vorzugsweise ist die Off-Richtung eine Achsenrichtung ([11-20]-Richtung) des SiC-Einkristalls. Der Off-Winkel kann größer als 0° und kleiner oder gleich 10° sein. Vorzugsweise ist der Off-Winkel gleich oder kleiner als 5°. Besonders bevorzugt ist der Off-Winkel von mindestens 2° und höchstens 4,5°.
  • Die zweite Hauptoberfläche 4 kann eine raue Oberfläche sein, die entweder Schleifspuren oder Glühbehandlungsspuren (insbesondere Laserbestrahlungsspuren) oder beides aufweist. Die Glühbehandlungsspuren können amorphisiertes SiC und/oder mit einem Metall (insbesondere Si) silizidiertes (legiertes) SiC enthalten. Vorzugsweise ist die zweite Hauptoberfläche 4 eine ohmsche Oberfläche, die zumindest Glühbehandlungsspuren aufweist.
  • Die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B erstrecken sich in einer ersten Richtung X entlang der ersten Hauptoberfläche 3 und weisen in eine zweite Richtung Y, die die erste Richtung X schneidet (genauer gesagt, die die erste Richtung X senkrecht schneidet). Die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B bilden die kurze Seite des SiC-Chips 2. Die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D erstrecken sich in der zweiten Richtung Y und sind einander in der ersten Richtung X zugewandt. Die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B bilden die lange Seite des SiC-Chips 2.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Richtung X die Richtung der m-Achse ([1-100]-Richtung) des SiC-Einkristalls, und die zweite Richtung Y ist die Richtung der a-Achse des SiC-Einkristalls. Mit anderen Worten, die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B sind ein Teil einer a-Ebene des SiC-Einkristalls, und die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D sind ein Teil einer m-Ebene des SiC-Einkristalls.
  • Die ersten bis vierten Seitenflächen 5A bis 5D können geschliffene Oberflächen sein, die jeweils Schleifspuren aufweisen, die durch das Schneiden mit einer „Dicing“-Schneide entstanden sind, oder aus Spaltflächen, die jeweils eine durch Laserlichtbestrahlung gebildete modifizierte Schicht aufweisen. Genauer gesagt, ist die modifizierte Schicht aus einem Bereich gebildet, in dem ein Teil der Kristallstruktur des SiC-Chips 2 in eine andere Eigenschaft hin verändert wurde. Mit anderen Worten, die modifizierte Schicht ist ein Bereich, in dem die Dichte, der Brechungsindex oder die mechanische Festigkeit (Kristallfestigkeit) verändert wurde oder andere physikalische Eigenschaften so verändert wurden, dass sie sich von denen des SiC-Chips 2 unterscheiden. Die modifizierte Schicht kann mindestens eine der folgenden Schichten aufweisen: eine amorphe Schicht, eine schmelzgehärtete Schicht, eine Defektschicht, eine dielektrische Durchbruchschicht und/oder eine Brechungsindexänderungsschicht.
  • Wenn die erste bis vierte Seitenfläche 5A bis 5D eine Spaltfläche sind, können die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B eine geneigte Fläche sein, die einen Neigungswinkel aufweist, der sich aus dem Off-Winkel ergibt. Wenn die Normalrichtung Z auf 0° gesetzt ist, ist der Neigungswinkel, der sich aus dem Off-Winkel ergibt, ein Winkel in Bezug auf diese Normalrichtung Z. Die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B können eine geneigte Fläche sein, die sich entlang der c-Achsenrichtung ([0001]-Richtung) des SiC-Einkristalls in Bezug auf die Normalrichtung Z erstreckt.
  • Der Neigungswinkel, der sich aus dem Off-Winkel ergibt, ist im Wesentlichen gleich dem Off-Winkel. Der Neigungswinkel, der sich aus dem Off-Winkel ergibt, kann größer als 0° und gleich oder kleiner als 10° sein (vorzugsweise nicht kleiner als 2° und nicht größer als 4,5°). Die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D erstrecken sich in der Off-Richtung (eine Achsenrichtung) und weisen daher keinen Neigungswinkel auf, der sich aus dem Off-Winkel ergibt. Die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D erstrecken sich eben in der zweiten Richtung Y (eine Achsenrichtung) und in der Normalrichtung Z. Genauer gesagt, sind die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptoberfläche 3 und zur zweiten Hauptoberfläche 4 stehen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält einen n-artigen (erster Leitfähigkeitstyp) Drain-Bereich 6 (erster Halbleiterbereich), der an einem Oberflächenschichtabschnitt der zweiten Hauptoberfläche 4 des SiC-Chips 2 ausgebildet ist. Der Drain-Bereich 6 bildet einen Drain des MISFET. Der Drain-Bereich 6 ist über den gesamten Bereich des Oberflächenschichtabschnitts der zweiten Hauptoberfläche 4 ausgebildet und liegt von der zweiten Hauptoberfläche 4 und von der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D frei. Mit anderen Worten, der Drain-Bereich 6 ist die zweite Hauptoberfläche 4 und Teile der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D.
  • Der Drain-Bereich 6 hat eine n-artige Verunreinigungskonzentration, die im Wesentlichen gleichförmig in einer Dickenrichtung ausgebildet ist. Die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drain-Bereichs 6 kann vorzugsweise nicht weniger als 1×1018 cm-3 und nicht mehr als 1×1018 cm-3 betragen. Die Dicke des Drain-Bereichs 6 kann vorzugsweise nicht weniger als 5 um und nicht mehr als 300 um betragen. Die Dicke des Drain-Bereichs 6 beträgt in der Regel nicht weniger als 50 um und nicht mehr als 250 um. Die Dicke des Drain-Bereich 6 wird beim Schleifen der zweiten Hauptoberfläche 4 eingestellt. In dieser Ausführungsform ist der Drain-Bereich 6 ein n-artiges Halbleitersubstrat (SiC-Substrat).
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält einen n-artigen Drift-Bereich 7 (zweiter Halbleiterbereich), der an einem Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 des SiC-Chips 2 ausgebildet ist. Der Drift-Bereich 7 ist der gesamte Bereich des Oberflächenschichtabschnitts der ersten Hauptoberfläche 3 und liegt von der ersten Hauptoberfläche 3 und von der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D frei. Mit anderen Worten, der Drift-Bereich 7 ist die erste Hauptoberfläche 3 und Teile der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D. Der Drift-Bereich 7 ist elektrisch mit dem Drain-Bereich 6 verbunden und bildet zusammen mit dem Drain-Bereich 6 den Drain des MISFET.
  • Der Drift-Bereich 7 hat eine geringere n-artige Verunreinigungskonzentration als der Drain-Bereich 6. Die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 kann vorzugsweise nicht weniger als 1×1018 cm-3 und nicht mehr als 1×1018 cm-3 betragen. Die Dicke des Drift-Bereichs 7 kann vorzugsweise nicht weniger als 5 um und nicht mehr als 20 um betragen. In dieser Ausführungsform ist der Drift-Bereich 7 eine n-artige Epitaxieschicht (SiC-Epitaxieschicht).
  • Vorzugsweise hat der Drift-Bereich 7 einen Konzentrationsgradienten, bei dem die n-artige Verunreinigungskonzentration von der zweiten Hauptoberfläche 4 (Drain-Bereich 6) zur ersten Hauptoberfläche 3 hin (insbesondere graduell) zunimmt. Mit anderen Worten, hat der Drift-Bereich 7 vorzugsweise einen Bereich mit niedriger Konzentration 8 (Niedrigkonzentrationsbereich), der auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche 4 liegt, und einen Bereich mit hoher Konzentration 9 (Hochkonzentrationsbereich), der auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 liegt und der eine höhere Konzentration als der Bereich mit niedriger Konzentration 8 aufweist. Der Hochkonzentrationsbereich 9 ist von der ersten Hauptoberfläche 3 aus freigelegt. Die n-artige Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsbereich 8 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1015 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen. Die n-artige Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsbereichs 9 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1017 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat einen n-artigen Pufferbereich 10 (dritter Halbleiterbereich), der zwischen dem Drain-Bereich 6 und dem Drift-Bereich 7 im SiC-Chip 2 angeordnet ist. Der Pufferbereich 10 hat einen Konzentrationsgradienten, bei dem dessen n-artige Verunreinigungskonzentration von der n-artigen Verunreinigungskonzentration des Drain-Bereichs 6 in Richtung der n-artigen Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 (insbesondere graduell) abnimmt. Der Pufferbereich 10 befindet sich in dem gesamten Bereich zwischen dem Drain-Bereich 6 und dem Drift-Bereich 7 und ist von der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D freigelegt. Mit anderen Worten, der Pufferbereich 10 ist Teil der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D.
  • Der Pufferbereich 10 ist elektrisch mit dem Drain-Bereich 6 und dem Drift-Bereich 7 verbunden und bildet zusammen mit dem Drain-Bereich 6 und dem Drift-Bereich 7 den Drain des MISFET. Die Dicke des Pufferbereichs 10 kann vorzugsweise nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 10 um betragen. In dieser Ausführungsform ist der Pufferbereich 10 eine n-artige Epitaxieschicht (SiC-Epitaxieschicht).
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat einen aktiven Bereich 11, der sich auf der ersten Hauptoberfläche 3 befindet. Der aktive Bereich 11 ist ein Bereich, in dem der MISFET, als funktionales Bauelement, ausgebildet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist nur ein aktiver Bereich 11 auf der ersten Hauptoberfläche 3 gebildet. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform ist das SiC-Halbleiterbauelement 1 ein diskretes Bauelement mit einem einzigen aktiven Bereich 11.
  • Der aktive Bereich 11 befindet sich in einem zentralen, nach innen von der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D beabstandeten Abschnitt der ersten Hauptoberfläche 3. Der aktive Bereich 11 hat eine polygonale Form mit vier Seiten parallel zu den ersten bis vierten Seitenflächen 5A bis 5D. In dieser Ausführungsform hat der aktive Bereich 11 einen konkaven Abschnitt 11a, der in Richtung eines inneren Abschnitts der ersten Hauptoberfläche 3 in einem zentralen Abschnitt der Seite entlang der ersten Seitenfläche 5A in der Draufsicht vertieft ist.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat einen äußeren Bereich 12, der sich an der ersten Hauptoberfläche 3 befindet. Der äußere Bereich 12 ist ein Bereich, in dem kein funktionales Bauelement gebildet wird und der sich außerhalb des aktiven Bereichs 11 befindet. Der äußere Bereich 12 hat einen ringförmigen Bereich 12a und einen Pad-Bereich 12b. Der ringförmige Bereich 12a erstreckt sich in der Draufsicht gürtelförmig (bandförmig) entlang der ersten bis vierten Seitenfläche 5A bis 5D und ist ringförmig (insbesondere viereckig) um den aktiven Bereich 11 herum angeordnet. Der Pad-Bereich 12b ragt konvex von einem Teil, der entlang der ersten Seitenfläche 5A ausgebildet ist, des ringförmigen Bereichs 12a in Richtung des aktiven Bereichs 11 vor, und ist an den konkaven Abschnitt 11a des aktiven Bereichs 11 angepasst.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat einen p-artigen (zweiter Leitfähigkeitstyp) Body-Bereich 21, der and dem Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 im aktiven Bereich 11 ausgebildet ist. Der Body-Bereich 21 bildet einen Teil einer Body-Diode des MISFETs. Die p-artige Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs 21 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1017 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen.
  • Genauer gesagt, ist der Body-Bereich 21 an einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 7 über den gesamten Bereich des aktiven Bereichs 11 gebildet. Noch genauer gesagt, ist der Body-Bereich 21 an einem Oberflächenschichtabschnitt des Hochkonzentrationsbereichs 9 ausgebildet und liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) mit einem Teil des Drift-Bereich 7 zwischen sich und dem Drain-Bereich 6 gegenüber. Der Body-Bereich 21 kann auch an dem Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 im Pad-Bereich 12b des äußeren Bereichs 12 gebildet sein.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat einen n-artigen Source-Bereich 22, der an einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 ausgebildet ist. Der Source-Bereich 22 bildet ein Source des MISFET. Der Source-Bereich 22 weist eine n-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) übersteigt. Die n-artige Verunreinigungskonzentration des Source-Bereichs 22 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1017 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen.
  • Der Source-Bereich 22 ist in der Draufsicht in einem Abstand nach innen von einem Umfangsrand des Body-Bereichs 21 ausgebildet. Der Source-Bereich 22 ist in Richtung der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 von einem Bodenabschnitt des Body-Bereichs 21 beabstandet. Der Source-Bereich 22 bildet einen Kanal des MISFET mit dem Drift-Bereich 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) im Body-Bereich 21.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält einen MISFET mit grabenisolierten Gate, der an der ersten Hauptoberfläche 3 im aktiven Bereich 11 ausgebildet ist. Genauer gesagt, hat das SiC-Halbleiterbauelement 1 mehrere Gate-Grabenstrukturen 23, die auf der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet sind. Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 bilden ein Gate des MISFET. Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 sind jeweils gürtelförmig (rechteckig) und erstrecken sich in der ersten Richtung X in der Draufsicht mit Abständen in der zweiten Richtung Y dazwischen.
  • Somit sind die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 streifenförmig ausgebildet und erstrecken sich in der Draufsicht in der ersten Richtung X. Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 unterteilen eine Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24, von denen jeder eine Plateau-Form aufweist, die sich in der ersten Richtung X im aktiven Bereich 11 auf der ersten Hauptoberfläche 3 erstreckt. Mit anderen Worten, die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 wechseln sich mit den mehreren Mesa-Abschnitten 24 in der zweiten Richtung Y ab, sodass der einzelne Mesa-Abschnitt 24 zwischen den Gate-Grabenstrukturen 23 eingebettet ist.
  • Vorzugsweise erstrecken sich die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 in der ersten Richtung X so, dass sie in der Draufsicht eine Linie kreuzen, die durch den zentralen Abschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 in der zweiten Richtung Y verläuft. Vorzugsweise sind beide Endabschnitte der mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 in der ersten Richtung X in der Draufsicht zwischen dem Umfangsrand des Body-Bereichs 21 und einem Umfangsrand des Source-Bereichs 22 angeordnet.
  • Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 haben jeweils eine erste Breite W1. Die erste Breite W1 ist eine Breite in einer Richtung senkrecht zu der Richtung (d. h. der zweiten Richtung Y), in der sich die Gate-Grabenstrukturen 23 jeweils erstrecken. Die zweite Breite W2 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,1 um und nicht mehr als 3 um betragen. Vorzugsweise ist die zweite Breite W2 nicht kleiner als 0,5 um und nicht größer als 1,5 µm.
  • Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 sind mit ersten Abständen P1 in der zweiten Richtung Y zwischen einander ausgebildet. Der erste Abstand P1 ist ein Abstand zwischen zwei der Gate-Grabenstrukturen 23, die in der zweiten Richtung Y benachbart sind. Vorzugsweise ist der erste Abstand P1 größer als die erste Breite W1 (W1 < P1). Der erste Abstand P1 kann vorzugsweise nicht kleiner als 0,4 um und nicht größer als 5 um sein. Vorzugsweise beträgt der erste Abstand P1 nicht weniger als 0,8 um und nicht mehr als 3 um.
  • Jede der Gate-Grabenstrukturen 23 hat eine erste Tiefe D1. Die erste Tiefe D1 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,1 um und nicht mehr als 3 um betragen. Vorzugsweise ist die erste Tiefe D1 nicht kleiner als 0,5 um und nicht größer als 2 um. Vorzugsweise beträgt das Seitenverhältnis D1/W1 jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 nicht weniger als 1 und nicht mehr als 5. Das Seitenverhältnis D1/W1 ist ein Verhältnis zwischen der ersten Tiefe D1 und der ersten Breite W1. Besonders bevorzugt beträgt das Seitenverhältnis D1/W1 1,5 oder mehr.
  • Jede der Gate-Grabenstrukturen 23 weist eine Seitenwand und eine Bodenwand auf. Ein Teil der Seitenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23, der eine lange Seite bildet, wird von der a-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet. Ein Teil der Seitenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23, der eine kurze Seite bildet, wird von der m-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet. Die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 wird von der c-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet.
  • Jede der Gate-Grabenstrukturen 23 kann in einer vertikalen Form mit einer im Wesentlichen einheitlichen Öffnungsbreite ausgebildet sein. Jede der Gate-Grabenstrukturen 23 kann konisch mit einer Öffnungsbreite, die sich zur Bodenwand hin verengt, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 in Richtung der zweiten Hauptoberfläche 4 gekrümmt ausgebildet. Natürlich kann die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 auch eine ebene Fläche sein, die parallel zur ersten Hauptoberfläche 3 verläuft.
  • Jede der Gate-Grabenstrukturen 23 ist an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Body-Bereich 21 und den Source-Bereich 22 schneidet und den Drift-Bereich 7 erreicht. Genauer gesagt, ist jede der Gate-Grabenstrukturen 23 in einem Abstand vom Bodenabschnitt des Drift-Bereichs 7 zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 hin ausgebildet und jede der Gate-Grabenstrukturen liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) mit einem Teil des Drift-Bereichs 7 zwischen sich und dem Drain-Bereich 6 gegenüber. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Gate-Grabenstrukturen 23 im Hochkonzentrationsbereich 9 ausgebildet und liegt dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 gegenüber, wobei ein Teil des Hochkonzentrationsbereichs 9 zwischen jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 liegt. Die Seitenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 ist in Kontakt mit dem Drift-Bereich 7, dem Body-Bereich 21 und dem Source-Bereich 22. Die Bodenwand jeder Gate-Grabenstruktur 23 steht in Kontakt mit dem Drift-Bereich 7.
  • Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 weisen jeweils Gate-Gräben 25, Gate-Isolierfilme (Gate-Isolierschichten) 26 und Gate-Elektroden 27 auf. Nachfolgend wird eine einzelne Gate-Grabenstruktur 23 beschrieben. Der Gate-Graben 25 bildet die Seitenwand und die Bodenwand der Gate-Grabenstruktur 23. Die Seitenwand und die Bodenwand des Gate-Grabens 25 sind nachstehend zusammen als „Wandfläche (Innenwand und Außenwand)“ bezeichnet, falls erforderlich.
  • Ein Öffnungsrandabschnitt des Gate-Grabens 25 ist von der ersten Hauptoberfläche 3 schräg nach unten in Richtung des Gate-Grabens 25 geneigt. Der Öffnungsrandabschnitt ist ein Verbindungsabschnitt zwischen der ersten Hauptoberfläche 3 und der Seitenwand des Gate-Grabens 25. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Öffnungsrandabschnitt in einer gekrümmten Form mit einer Vertiefung zum SiC-Chip 2 hin ausgebildet. Der Öffnungsrandabschnitt kann zur Innenseite des Gate-Grabens 25 hin gekrümmt sein.
  • Der Gate-Isolierfilm 26 ist filmförmig an der Innenwand des Gate-Grabens 25 ausgebildet und definiert einen vertieften Raum im Gate-Graben 25. Der Gate-Isolierfilm 26 bedeckt den Drift-Bereich 7, den Body-Bereich 21 und den Source-Bereich 22 auf der Innenwand des Gate-Grabens 25. Der Gate-Isolierfilm 26 weist mindestens einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm und/oder einen Siliziumoxynitridfilm auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Gate-Isolierfilm 26 eine Struktur mit einer einzigen Schicht, die ein Siliziumoxidfilm ist.
  • Der Gate-Isolierfilm 26 hat einen ersten Abschnitt 28, einen zweiten Abschnitt 29 und einen dritten Abschnitt 30. Der erste Abschnitt 28 bedeckt die Seitenwand des Gate-Grabens 25. Der zweite Abschnitt 29 bedeckt die Bodenwand des Gate-Grabens 25. Der dritte Abschnitt 30 bedeckt den Öffnungsrandabschnitt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Abschnitt 30 in Richtung der Innenseite des Gate-Grabens 25 im Öffnungsrandabschnitt gekrümmt.
  • Die Dicke des ersten Abschnitts 28 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 100 nm betragen. Der zweite Abschnitt 29 kann eine Dicke aufweisen, die die Dicke des ersten Abschnitts 28 übersteigt. Die Dicke des zweiten Abschnitts 29 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 200 nm betragen. Der dritte Abschnitt 30 hat eine Dicke, die größer ist als die Dicke des ersten Abschnitts 28. Die Dicke des dritten Abschnitts 30 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 200 nm betragen. Natürlich kann der Gate-Isolierfilm 26 auch eine einheitliche Dicke haben.
  • Die Gate-Elektrode 27 ist in den Gate-Graben 25 eingebettet, wobei der Gate-Isolierfilm 26 zwischen der Gate-Elektrode 27 und dem Gate-Graben 25 liegt. An die Gate-Elektrode 27 wird ein Gate-Potential angelegt. Die Gate-Elektrode 27 steuert das Ein- und Ausschalten eines im Body-Bereich 21 gebildeten Kanals. Vorzugsweise ist die Gate-Elektrode 27 aus leitfähigem Polysilizium. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Gate-Elektrode 27 aus n-artigem Polysilizium, das mit einer n-artigen Verunreinigung dotiert ist.
  • Die Gate-Elektrode 27 ist dem Drift-Bereich 7, dem Body-Bereich 21 und dem Source-Bereich 22 zugewandt, wobei der Gate-Isolierfilm 26 zwischen diesen Bereichen und der Gate-Elektrode 27 liegt. Die Gate-Elektrode 27 hat eine Elektrodenoberfläche, die von dem Gate-Graben 25 freiliegt. Die Elektrodenoberfläche der Gate-Elektrode 27 hat eine gekrümmte Form mit einer Vertiefung zur Bodenwand des Gate-Grabens 25 hin und die Elektrodenoberfläche ist durch den dritten Abschnitt 30 des Gate-Isolierfilms 26 verengt.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat eine Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33, die an der ersten Hauptoberfläche 3 im aktiven Bereich 11 ausgebildet sind. Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind jeweils entfernt von den Gate-Grabenstrukturen 23 in einem Bereich (d.h. dem Mesa-Abschnitt 24) zwischen zwei der Gate-Grabenstrukturen 23, die in der ersten Hauptoberfläche 3 benachbart sind, ausgebildet. Vorzugsweise sind in jedem Mesa-Abschnitt 24 drei oder mehr Source-Grabenstrukturen 33 gebildet.
  • Genauer gesagt, sind die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 jeweils gürtelförmig und erstrecken sich in der ersten Richtung X in jedem der Mesa-Abschnitte 24 mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung X. Mit anderen Worten, die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind einander in einer Richtung zugewandt, die eine Richtung, in der zwei benachbarte Gate-Grabenstrukturen 23 einander zugewandt sind, schneidet (genauer gesagt, senkrecht schneidet). Mit anderen Worten, während sich zwei benachbarte Gate-Grabenstrukturen 23 in der zweiten Richtung Y gegenüberstehen, stehen sich zwei benachbarte Source-Grabenstrukturen 33 in der ersten Richtung X gegenüber.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33, die in jedem der Mesa-Abschnitte 24 ausgebildet sind, liegen den mehreren Source-Grabenstrukturen 33, die in einem benachbarten Mesa-Abschnitt 24 ausgebildet sind, in einer Eins-zu-Eins-Beziehung mit der einzelnen Gate-Grabenstruktur 23 zwischen den Source-Grabenstrukturen 33, die in jedem der Mesa-Abschnitte 24 ausgebildet sind, und den Source-Grabenstrukturen 33, die in dem benachbarten Mesa-Abschnitt 24 ausgebildet sind, gegenüber. Mit anderen Worten, die Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 sind in der ersten und zweiten Richtung X und Y als Ganzes in einer Draufsicht matrixförmig angeordnet mit Abständen zwischen den Source-Grabenstrukturen 33. Jede der Source-Grabenstrukturen 33 ist in der Draufsicht viereckig geformt. Genauer gesagt, ist jede der Source-Grabenstrukturen 33 in einer rechteckigen Form (Gürtelform) ausgebildet, die sich in der ersten Richtung X in der Draufsicht erstreckt.
  • Die Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 haben jeweils eine zweite Breite W2. Die zweite Breite W2 ist eine Breite in einer Richtung (d. h. die zweite Richtung Y), die senkrecht zu einer Richtung verläuft, in der sich jede der Source-Grabenstrukturen 33 erstreckt. Die zweite Breite W2 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,1 um und nicht mehr als 3 um betragen. Vorzugsweise ist die zweite Breite W2 nicht kleiner als 0,5 um und nicht größer als 1,5 um. Die zweite Breite W2 kann größer als die erste Breite W1 (W1 < W2) oder gleich oder kleiner als die erste Breite W1 (W1 ≥ W2) sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Breite W2 im Wesentlichen gleich der ersten Breite W1. Vorzugsweise hat die zweite Breite W2 einen Wert im Bereich von 110% des Wertes der ersten Breite W1.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 haben jeweils Grabenlängen L. Die Grabenlänge L ist eine Länge in einer Richtung (d. h. in der ersten Richtung X), in der sich jede der Source-Grabenstrukturen 33 erstreckt. Die Grabenlänge L ist beliebig und wird entsprechend der Länge jedes der Mesa-Abschnitte 24 oder entsprechend der Anzahl der in jedem Mesa-Abschnitt 24 gebildeten Source-Grabenstrukturen 33 eingestellt.
  • Die Grabenlänge L kann gleich oder größer als die zweite Breite W2 sein und kann gleich oder weniger als zehnmal so lang wie die zweite Breite W2 sein (W2 ≤ L ≤ 10×W2). Vorzugsweise ist die Grabenlänge L gleich oder weniger als fünfmal so lang wie die zweite Breite W2 (L ≤ 5×W2). Die Grabenlänge L kann gleich oder größer sein als der erste Abstand P1 (P1 ≤ L) oder auch kleiner als der erste Abstand P1 (P1 > L). Bei der vorliegenden Ausführungsform übersteigt die Grabenlänge L den ersten Abstand P1 und ist gleich oder weniger als doppelt so lang wie der erste Abstand P1 (P1 < L ≤ 2×P1).
  • Jede der Source-Grabenstrukturen 33 hat eine zweite Tiefe D2. Vorzugsweise ist die zweite Tiefe D2 nicht weniger als das 1,5-fache und nicht mehr als das 3-fache der ersten Tiefe D1 der Gate-Grabenstruktur 23. Die zweite Tiefe D2 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,5 um und nicht mehr als 10 um betragen. Vorzugsweise ist die zweite Tiefe D2 gleich oder kleiner als 5 um. Vorzugsweise ist das Seitenverhältnis D2/W2 jeder der Source-Grabenstrukturen 33 nicht weniger als 1 und nicht mehr als 5. Besonders bevorzugt beträgt das Seitenverhältnis D2/W2 2 oder mehr. Das Seitenverhältnis D2/W2 ist ein Verhältnis zwischen der zweiten Tiefe D2 und der zweiten Breite W2. Natürlich kann die zweite Tiefe D2 im Wesentlichen gleich der ersten Tiefe D1 der Gate-Grabenstruktur 23 sein.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind mit einem zweiten Abstand P2 dazwischen in der ersten Richtung X in jedem der Mesa-Abschnitte 24 ausgebildet. Der zweite Abstand P2 ist ein Abstand zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen 33, die in der ersten Richtung X benachbart sind. Der zweite Abstand P2 kann gleich oder kleiner als der erste Abstand P1 sein (P2 ≤ P1). Vorzugsweise ist der zweite Abstand P2 kleiner als der erste Abstand P1 (P2 < P1). Besonders bevorzugt ist der zweite Abstand P2 gleich oder größer als 1/4 des ersten Abstands P1 (1/4×P1 ≤ P2).
  • Der zweite Abstand P2 kann gleich oder größer sein als die erste Breite W1 jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 (W1 ≤ P2) oder kann kleiner sein als die erste Breite W1 (W1 > P2). Der zweite Abstand P2 kann gleich oder größer sein als die zweite Breite W2 jeder der Source-Grabenstrukturen 33 (W2 ≤ P2) oder kleiner sein als die zweite Breite W2 (W1 > P2). Der zweite Abstand P2 kann gleich oder kleiner als die Grabenlänge L sein (P2 ≤ L). Vorzugsweise ist der zweite Abstand P2 kleiner als die Grabenlänge L (P2 < L). Der zweite Abstand P2 kann vorzugsweise nicht kleiner als 0,4 um und nicht größer als 5 um sein. Vorzugsweise beträgt der zweite Abstand P2 nicht weniger als 0,8 µm und nicht mehr als 3 µm.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind mit einem dritten Abstand P3 zwischen ihnen in der zweiten Richtung Y beabstandet. Der dritte Abstand P3 ist ein Abstand zwischen zwei Source-Grabenstrukturen 33, die in der zweiten Richtung Y benachbart sind. Der dritte Abstand P3 kann nicht weniger als 0,4 µm und nicht mehr als 5 µm betragen. Vorzugsweise beträgt der dritte Abstand P3 nicht weniger als 0,8 µm und nicht mehr als 3 µm. Der dritte Abstand P3 kann größer sein als der erste Abstand P1 (P1 < P3) oder kann gleich oder kleiner sein als der erste Abstand P1 (P1 ≥ P3).
  • Die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 unterteilen eine Vielzahl von Segmentabschnitten 34, von denen jeder ein Teil des Mesa-Abschnitts 24 in jedem der Mesa-Abschnitte 24 ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die mehreren Segmentabschnitte 34 mehrere erste Segmentabschnitte 34A und mehrere zweite Segmentabschnitte 34B auf, die abwechselnd entlang der ersten Richtung X in jedem Mesa-Abschnitt 24 angeordnet sind. Die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A sind jeweils ein Bereich, in dem ein Halbleiterbereich zu bilden ist, und die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B sind jeweils ein Bereich, in dem ein Halbleiterbereich zu bilden ist, der sich von dem der mehreren ersten Segmentabschnitte 34A unterscheidet.
  • Die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A, die in jedem der Mesa-Abschnitte 24 aufgeteilt sind, stehen den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A, die in einem benachbarten Mesa-Abschnitt 24 aufgeteilt sind, mit der einzelnen Gate-Grabenstrukturen 23 dazwischen in der zweiten Richtung Y in einer Eins-zu-Eins-Beziehung gegenüber. Die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B, die in jedem der Mesa-Abschnitte 24 aufgeteilt sind, stehen den mehreren zweiten Segmentabschnitten 34B, die in einem benachbarten Mesa-Abschnitt 24 aufgeteilt sind, mit der einzelnen Gate-Grabenstrukturen 23 dazwischen in der zweiten Richtung Y in einer Eins-zu-Eins-Beziehung gegenüber.
  • Jede der Source-Grabenstrukturen 33 hat eine Seitenwand und eine Bodenwand. Ein sich in der ersten Richtung X erstreckender Teil (Teil, der eine lange Seite bildet) der Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 wird durch die a-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet. Ein sich in der zweiten Richtung Y erstreckender Teil (Teil, der eine kurze Seite bildet) der Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 wird durch die m-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet. Die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 33 wird von der c-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet.
  • Jede der Source-Grabenstrukturen 33 kann in einer vertikalen Form mit einer im Wesentlichen einheitlichen Öffnungsbreite ausgebildet sein. Jede der Source-Grabenstrukturen 33 kann konisch mit einer Öffnungsbreite, die sich zur Bodenwand hin verengt, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Bodenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 in Richtung der zweiten Hauptoberfläche 4 gekrümmt ausgebildet. Natürlich kann die Bodenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 auch eine ebene Fläche sein, die parallel zur ersten Hauptoberfläche 3 verläuft.
  • Jede der Source-Grabenstrukturen 33 ist an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Body-Bereich 21 und den Source-Bereich 22 schneidet und den Drift-Bereich 7 erreicht. Genauer gesagt, ist jede der Source-Grabenstrukturen 33 in einem Abstand vom Bodenabschnitt des Drift-Bereichs 7 zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 hin ausgebildet und jede der Source-Grabenstrukturen liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) mit einem Teil des Drift-Bereichs 7 zwischen sich und dem Drain-Bereich 6 gegenüber. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Source-Grabenstrukturen 33 im Hochkonzentrationsbereich 9 ausgebildet und liegt dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 gegenüber, wobei ein Teil des Hochkonzentrationsbereichs 9 zwischen jeder der Gate-Grabenstrukturen 33 und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 liegt.
  • Die Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 ist in Kontakt mit dem Drift-Bereich 7, dem Body-Bereich 21 und dem Source-Bereich 22. Die Bodenwand jeder Source-Grabenstruktur 33 steht in Kontakt mit dem Drift-Bereich 7. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Source-Grabenstrukturen 33 tiefer ausgebildet als jede der Gate-Grabenstrukturen 23. Mit anderen Worten, die Bodenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 befindet sich zu der Seite des Bodenabschnitts des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) hin in Bezug auf die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 weisen jeweils Source-Gräben 35, Source-Isolierfilme 36 und Source-Elektroden 37 auf. Nachfolgend wird eine einzelne Source-Grabenstruktur 33 beschrieben. Der Source-Graben 35 bildet die Seitenwand und die Bodenwand der Source-Grabenstruktur 33. Die Seitenwand und die Bodenwand des Source-Grabens 35 sind nachstehend zusammen als „Wandfläche (Innenwand und Außenwand)“ bezeichnet, falls erforderlich.
  • Ein Öffnungsrandabschnitt des Source-Grabens 35 ist von der ersten Hauptoberfläche 3 schräg nach unten in Richtung des Source-Grabens 35 geneigt. Der Öffnungsrandabschnitt ist ein Verbindungsabschnitt zwischen der ersten Hauptoberfläche 3 und der Seitenwand des Source-Grabens 35. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Öffnungsrandabschnitt in einer gekrümmten Form mit einer Vertiefung zum SiC-Chip 2 hin ausgebildet. Der Öffnungsrandabschnitt kann zur Innenseite des Source-Grabens 35 hin gekrümmt sein.
  • Der Gate-Isolierfilm 36 ist filmförmig an der Innenwand des Source-Grabens 35 ausgebildet und definiert einen vertieften Raum im Source-Graben 35. Der Source-Isolierfilm 36 bedeckt den Drift-Bereich 7, den Body-Bereich 21 und den Source-Bereich 22 auf der Innenwand des Source-Grabens 35. Der Source-Isolierfilm 36 weist mindestens einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm und/oder einen Siliziumoxynitridfilm auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Source-Isolierfilm 36 eine Struktur mit einer einzigen Schicht, die ein Siliziumoxidfilm ist.
  • Der Source-Isolierfilm 36 hat einen ersten Abschnitt 38, einen zweiten Abschnitt 39 und einen dritten Abschnitt 40. Der erste Abschnitt 38 bedeckt die Seitenwand des Source-Grabens 35. Der zweite Abschnitt 39 bedeckt die Bodenwand des Source-Grabens 35. Der dritte Abschnitt 40 bedeckt den Öffnungsrandabschnitt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Abschnitt 40 in Richtung der Innenseite des Source-Graben 35 im Öffnungsrandabschnitt gekrümmt.
  • Die Dicke des ersten Abschnitts 38 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 100 nm betragen. Der zweite Abschnitt 39 kann eine Dicke aufweisen, die die Dicke des ersten Abschnitts 38 übersteigt. Die Dicke des zweiten Abschnitts 39 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 200 nm betragen. Der dritte Abschnitt 40 hat eine Dicke, die größer ist als die Dicke des ersten Abschnitts 38. Die Dicke des dritten Abschnitts 40 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 200 nm betragen. Natürlich kann der Source-Isolierfilm 36 auch eine einheitliche Dicke haben.
  • Die Source-Elektrode 37 ist in den Source-Graben 35 eingebettet, wobei der Source-Isolierfilm 36 zwischen der Source-Elektrode 37 und dem Source-Graben 35 liegt. An die Source-Elektrode 37 wird ein Source-Potential (z. B. ein Referenzpotential) angelegt. Vorzugsweise ist die Source-Elektrode 37 aus demselben Material wie die Gate-Elektrode 27. Mit anderen Worten, die Source-Elektrode 37 ist vorzugsweise aus leitfähigem Polysilizium. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Source-Elektrode 37 aus n-artigem Polysilizium, das mit einer n-artigen Verunreinigung dotiert ist.
  • Die Source-Elektrode 37 ist dem Drift-Bereich 7, dem Body-Bereich 21 und dem Source-Bereich 22 zugewandt, wobei der Source-Isolierfilm 36 zwischen diesen Bereichen und der Source-Elektrode 37 liegt. An die Source-Elektrode 37 wird ein Source-Potential angelegt. Die Source-Elektrode 37 hat eine Elektrodenoberfläche, die von dem Source-Graben 35 freiliegt. Die Elektrodenoberfläche der Source-Elektrode 37 hat eine gekrümmte Form mit einer Vertiefung zur Bodenwand des Source-Grabens 35 hin und die Elektrodenoberfläche ist durch den dritten Abschnitt 30 des Source-Isolierfilm 36 verengt.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat eine Vielzahl von p-artigen Body-Verbindungsbereichen 51, die in einem Bereich gebildet werden, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, und die in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 weist eine p-artige Verunreinigungskonzentration auf, die über der p-artigen Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs 21 liegt. Die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1018 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen.
  • Die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 sind jeweils elektrisch mit dem Body-Bereich 21 verbunden. Genauer gesagt, sind die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 jeweils an dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 in den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A ausgebildet. Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist so ausgebildet, dass die n-artige Verunreinigung des Source-Bereichs 22 durch die p-artige Verunreinigung in jedem der ersten Segmentabschnitte 34A ausgeglichen wird, und jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist elektrisch mit dem Body-Bereich 21 verbunden.
  • Vorzugsweise ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 in Kontakt mit mindestens einer von zwei der Source-Grabenstrukturen 33, die in der ersten Richtung X benachbart sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 in Kontakt mit der Seitenwand von zwei der Source-Grabenstrukturen 33, die in der ersten Richtung X benachbart sind. Mit anderen Worten, jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 liegt der Source-Elektrode 37 mit dem Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite zwischen dem Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Elektrode 37 gegenüber, und jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 liegt der Source-Elektrode 37 mit dem Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstrukturen 33 auf der anderen Seite zwischen dem Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Elektrode 37 in jedem der ersten Segmentabschnitte 34A gegenüber. Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist in einem Abstand von der Bodenwand zweier in erster Richtung X benachbarter Source-Grabenstrukturen 33 zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 hin gebildet. Genauer gesagt, ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 in einem Abstand von einem Zwischenabschnitt in Tiefenrichtung jeder der Source-Grabenstrukturen 33 zur Seiter der ersten Hauptoberfläche 3 hin ausgebildet.
  • Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist in der Draufsicht breiter ausgebildet als die Source-Grabenstruktur 33 und ragt in Richtung entweder einer oder beider Gate-Grabenstrukturen 23, die auf beiden Seiten angeordnet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 in einer Draufsicht über den gesamten Bereich jedes der ersten Segmentabschnitte 34A ausgebildet und ragt zur Gate-Grabenstrukturen 23 auf einer Seite und zur Gate-Grabenstrukturen 23 auf der anderen Seite hervor.
  • Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist in einem Abstand nach innen von zwei in der zweiten Richtung Y benachbarten Gate-Grabenstruktur 23 gebildet, um einen Teil des Source-Bereichs 22 von der ersten Hauptoberfläche 3 in einer Draufsicht freizulegen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 in einem Abstand von mehreren benachbarten zweiten Segmentabschnitten 34B zur Seite des ersten Segmentabschnitts 34A ausgebildet. Somit legt jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 die gesamte Fläche der mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B frei.
  • Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 hat eine dritte Breite W3 in der zweiten Richtung Y. Die dritte Breite W3 ist kleiner als der erste Abstand P1 zwischen den mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 (W3 < P1) . Vorzugsweise ist die dritte Breite W3 gleich oder größer als die zweite Breite W2 jeder Source-Grabenstruktur 33 (W2 ≤ W3). Natürlich kann die dritte Breite W3 auch kleiner als die zweite Breite W2 sein (W2 > W3).
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat eine Vielzahl von n-artigen Source-Verbindungsbereichen 52, die in einem Bereich ausgebildet sind, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 definiert ist, die in einem Bereich benachbart sind, der sich von dem Body-Verbindungsbereich 51 in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 unterscheidet. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 weist eine n-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 übersteigt (Hochkonzentrationsbereich 9). Die n-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Source-Verbindungsbereiche 52 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1018 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1017 cm-3 betragen.
  • Die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 sind jeweils elektrisch mit dem Source-Bereich 22 verbunden. Genauer gesagt, sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in dem zweiten Segmentabschnitt 34B ausgebildet. Mit anderen Worten, sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in dem Segmentabschnitt 34 ausgebildet, der sich von der Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 unterscheidet. Außerdem sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 abwechselnd mit den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 in jedem der Mesa-Abschnitte 24 mit den mehreren Source-Grabenstrukturen 33 dazwischenliegend ausgebildet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 über den gesamten Bereich jedes der zweiten Segmentabschnitte 34B in einer Draufsicht ausgebildet. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 liegt der Source-Elektrode 37 mit dem Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite zwischen dem Source-Verbindungsbereich 52 und der Source-Elektrode 37 in jedem der zweiten Segmentabschnitte 34B gegenüber, und jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 liegt der Source-Elektrode 37 mit dem Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite zwischen dem Source-Verbindungsbereich 52 und der Source-Elektrode 37 in jedem der zweiten Segmentabschnitte 34B gegenüber. Darüber hinaus liegt jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 in der ersten Richtung X gegenüber, wobei sich die Source-Grabenstruktur 33 zwischen dem Source-Verbindungsbereich 52 und dem Body-Verbindungsbereich 51 befindet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 unter Verwendung eines Teils des Source-Bereichs 22 gebildet. Daher hat jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 eine n-artige Verunreinigungskonzentration, die im Wesentlichen der n-artigen Verunreinigungskonzentration des Source-Bereichs 22 entspricht. Natürlich kann jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 eine n-artige Verunreinigungskonzentration aufweisen, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Source-Bereichs 22 übersteigt. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 hat teilweise eine p-artige Verunreinigung, die durch eine n-artige Verunreinigung ausgeglichen wird, und jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 kann eine n-artige Verunreinigungskonzentration aufweisen, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) insgesamt übersteigt. In diesem Fall kann die n-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Source-Verbindungsbereiche 52 geringer sein als die n-artige Verunreinigungskonzentration in dem Source-Bereich 22.
  • Wie so beschrieben, sind in einem Querschnitt, der jeden der Mesa-Abschnitte 24 in der ersten Richtung X schneidet, die mehreren Source-Grabenstrukturen 33, die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 und die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 so ausgebildet, dass sie auf einer Linie in der ersten Richtung X angeordnet sind. Zusätzlich sind in einem Querschnitt, der die ersten Segmentabschnitte 34A in der zweiten Richtung Y schneidet, die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23, die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 und die mehreren Source-Bereiche 22 so ausgebildet, dass sie auf einer Linie in der zweiten Richtung Y angeordnet sind.
  • Darüber hinaus sind in dem Querschnitt, der den zweiten Segmentabschnitt 34B in der zweiten Richtung Y schneidet, die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23, die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 und die mehreren Source-Bereiche 22 so ausgebildet, dass sie in der zweiten Richtung Y auf einer Linie angeordnet sind. Mit anderen Worten, das SiC-Halbleiterbauelement 1 weist keine Body-Verbindungsbereiche 51 und keine Source-Verbindungsbereiche 52 auf, die in einer Richtung (d.h. in der zweiten Richtung Y), die jede der Source-Grabenstrukturen 33 in jedem der Mesa-Abschnitte 24 schneidet, zueinander benachbart sind.
  • Mit anderen Worten, die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 sind so angeordnet, dass sie von den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 durch die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 jeweils getrennt sind und die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 haben keine Teile, die direkt mit den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 verbunden sind. Die Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche 52 sind über den Source-Bereich 22 elektrisch mit der Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 verbunden.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 weist eine Vielzahl von p-artigen Graben-Verbindungsbereichen 53, die in einem Bereich entlang der Wandoberfläche der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 in dem Drift-Bereich 7 ausgebildet sind, auf. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 weist eine p-artige Verunreinigungskonzentration auf, die über der p-artigen Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs 21 liegt. Die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Graben-Verbindungsbereiche 53 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0×1018 cm-3 und nicht mehr als 1,0×1021 cm-3 betragen.
  • Die Vielzahl der Graben-Verbindungsbereiche 53 sind jeweils mit der Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 elektrisch verbunden. Genauer gesagt, ist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ein Bereich, der von jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 zur Wandoberfläche einer benachbarten Source-Grabenstruktur 33 herausgeführt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Graben-Verbindungsbereiche 53 von jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 zur Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite und zur Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite herausgeführt. Mit anderen Worten, jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 hat eine p-artige Verunreinigungskonzentration, die im Wesentlichen gleich der p-artigen Verunreinigungskonzentration in jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 ist. Darüber hinaus sind die mehreren Graben-Verbindungsbereiche 53 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung in Bezug auf die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 in einer Draufsicht ausgebildet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 in der ersten Richtung X, um in der Draufsicht den Zwischenabschnitt der Source-Grabenstruktur 33 zu schneiden. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 deckt die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 teilweise ab, um ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 freizulegen. Genauer gesagt, ist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 jedes zweiten Segmentabschnitts 34B mit einem Abstand zur Seite jedes der ersten Segmentabschnitte 34A ausgebildet.
  • Somit weist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 einen Endabschnitt (Seitenwand und Bodenwand) auf der Seite des zweiten Segmentabschnitts 34B der Source-Grabenstruktur 33 auf. Außerdem legt jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 den Source-Verbindungsbereich 52 (zweiter Segmentabschnitt 34B) frei. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist in einem Abstand nach innen von zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 ausgebildet, um einen Teil des Source-Bereichs 22 von der ersten Hauptoberfläche 3 in Bezug auf die zweite Richtung Y freizulegen.
  • Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 bedeckt die Seitenwand und die Bodenwand jeder der Source-Grabenstruktur 33 im Drift-Bereich 7. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist mit dem Body-Verbindungsbereich 51 in einem Teil, der den ersten Segmentabschnitt 34A unterteilt, der Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 verbunden.
  • Der Bodenabschnitt jedes der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist in einem Abstand von dem Bodenabschnitt des Drift-Bereichs 7 in Richtung zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet und liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) gegenüber, wobei ein Teil des Drift-Bereichs 7 zwischen dem Drain-Bereich 6 und dem Bodenabschnitt des Graben-Verbindungsbereichs 53 liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 im Hochkonzentrationsbereich 9 ausgebildet und liegt dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 gegenüber, wobei ein Teil des Hochkonzentrationsbereichs 9 zwischen dem Graben-Verbindungsbereich 53 und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 liegt. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist der Source-Elektrode 37 zugewandt, wobei der Source-Isolierfilm 36 zwischen dem Graben-Verbindungsbereich 53 und der Source-Elektrode 37 liegt.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 weist eine Vielzahl von p-artigen Wannenbereichen 54 (engl.: wellregion), von denen jeder in einem Bereich entlang der Wandoberfläche der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 im Drift-Bereich 7 ausgebildet ist, auf. Jeder der Wannenbereiche 54 weist eine geringere p-artige Verunreinigungskonzentration auf als die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Graben-Verbindungsbereiche 53. Die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Wannenbereiche 54 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0 × 1016 cm-3 und nicht mehr als 1,0 × 1018 cm-3 betragen.
  • Die mehreren Wannenbereiche 54 stehen in einer Eins-zu-Eins-Beziehung zu den mehreren Source-Grabenstrukturen 33. Jeder der Wannenbereiche 54 ist gürtelförmig ausgebildet und erstreckt sich in der Draufsicht entlang jeder der Source-Grabenstrukturen 33. Jeder der Wannenbereiche 54 ist in einem Abstand von der Gate-Grabenstruktur 23 zur Seite der Source-Grabenstruktur 33 hin ausgebildet und jeder der Wannenbereiche 54 legt die Gate-Grabenstruktur 23 frei.
  • Jeder der Wannenbereiche 54 bedeckt die Seitenwand und die Bodenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33. Jeder der Wannenbereiche 54 ist in einem Abstand vom Bodenabschnitt des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 hin ausgebildet und liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) gegenüber, wobei ein Teil des Drift-Bereichs 7 zwischen dem Wannenbereich 54 und dem Drain-Bereich 6 liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Wannenbereiche 54 in dem Hochkonzentrationsbereich 9 ausgebildet und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 zugewandt, wobei ein Teil des Hochkonzentrationsbereichs 9 zwischen dem Wannenbereich 54 und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 liegt.
  • Jeder der Wannenbereiche 54 bedeckt die Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 über den gesamten Umfang jeder der Source-Grabenstrukturen 33. Mit anderen Worten, jeder der Wannenbereiche 54 hat einen Teil, der am ersten Segmentabschnitt 34A positioniert ist, und einen Teil, der am zweiten Segmentabschnitt 34B positioniert ist. Jeder der Wannenbereiche 54 bedeckt jede der Source-Grabenstrukturen 33, wobei der Graben-Verbindungsbereich 53 dazwischenliegt. Mit anderen Worten, jeder der Wannenbereiche 54 hat einen Teil, der jede der Source-Grabenstrukturen 33 direkt bedeckt, und einen Teil, der jede der Source-Grabenstrukturen 33 mit dem Graben-Verbindungsbereich 53 dazwischenliegend bedeckt. Jeder der Wannenbereiche 54 ist mit dem Body-Bereich 21 in dem Teil des Wannenbereichs 54 verbunden, der die Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 bedeckt.
  • Vorzugsweise übersteigt die Dicke des Teils eines jeden Wannenbereiches 54, der die Bodenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 bedeckt, die Dicke des Teils eines jeden Wannenbereiches 54, der die Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 bedeckt. Die Dicke des Teils eines jeden Wannenbereiches 54, der die Seitenwand der Source-Grabenstruktur 33 bedeckt, ist die Dicke in der Normalenrichtung der Seitenwand der Source-Grabenstruktur 33. Die Dicke des Teils eines jeden Wannenbereiches 54, der die Bodenwand der Source-Grabenstruktur 33 bedeckt, ist die Dicke in der Normalenrichtung der Bodenwand der Source-Grabenstruktur 33.
  • Der Teil eines jeden Wannenbereiches 54, der die Bodenwand der mehreren Source-Grabenstrukturen 33 bedeckt, ist mit einer im Wesentlichen einheitlichen Tiefe ausgebildet. Die mehreren Wannenbereiche 54 bilden einen pn-Übergangsabschnitt mit dem Drift-Bereich 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) und erweitern eine Verarmungsschicht zur Gate-Grabenstruktur 23 (Gate-Graben 25) hin. Die mehreren Wannenbereiche 54 bringen den MISFET mit grabenisoliertem Gate in die Nähe der Struktur der pn-Übergangsdiode und verringern (engl.: ease) ein elektrisches Feld auf dem SiC-Chip 2.
  • Vorzugsweise sind die mehreren Wannenbereiche 54 so ausgebildet, dass die Verarmungsschicht die Bodenwand einer benachbarten Gate-Grabenstruktur 23 überlappt. Darüber hinaus sind die mehreren Wannenbereiche 54 vorzugsweise so ausgebildet, dass die Verarmungsschicht die Bodenwand einer benachbarten Source-Grabenstruktur 33 überlappt. Der Hochkonzentrationsbereich 9, der sich zwischen den mehreren Wannenbereichen 54 befindet, verringert den JFET-(engl.:Junction Field Effect Transistor)-Widerstand. Der Hochkonzentrationsbereich 9, der sich direkt unter den mehreren Wannenbereichen 54 befindet, verringert einen Stromausbreitungswiderstand. Der Niedrigkonzentrationsbereich 8 erhöht die Spannungsfestigkeit des SiC-Chips 2 in der so gebildeten Struktur.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält eine Vielzahl von p-artigen Gate-Wannenbereichen 55, die in Bereichen entlang der Wandoberflächen beider Endabschnitte der Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 im Drift-Bereich 7 in Bezug auf die erste Richtung X ausgebildet sind. Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 hat eine p-artige Verunreinigungskonzentration, die geringer ist als die p-artige Verunreinigungskonzentration jedes der Graben-Verbindungsbereiche 53. Die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Gate-Wannenbereiche 55 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0 × 1016 cm-3 und nicht mehr als 1,0 × 1018 cm-3 betragen. Vorzugsweise ist die p-artige Verunreinigungskonzentration in jedem der Gate-Wannenbereiche 55 im Wesentlichen gleich der p-artigen Verunreinigungskonzentration in jedem der Wannenbereiche 54.
  • Die mehreren Gate-Wannenbereiche 55 sind jeweils zumindest in einem Bereich zwischen einem Umfangsrandabschnitt des Body-Bereichs 21 und/oder zwischen einem Umfangsrandabschnitt des Source-Bereichs 22 ausgebildet. Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 ist gürtelförmig und erstreckt sich in der Draufsicht entlang jeder der Gate-Grabenstrukturen 23. Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 ist mit einem Abstand von der Source-Grabenstruktur 33 zur Seite der Gate-Grabenstruktur 23 hin ausgebildet und legt einen Teil der Gate-Grabenstruktur 23 entlang des Source-Bereichs 22 frei.
  • Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 bedeckt die Seitenwand und die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23. Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 ist in einem Abstand vom Bodenabschnitt des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) zur Seite der ersten Hauptoberfläche 3 hin ausgebildet und liegt dem Drain-Bereich 6 (Pufferbereich 10) gegenüber, wobei ein Teil des Drift-Bereichs 7 zwischen dem Gate-Wannenbereich 55 und dem Drain-Bereich 6 liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Gate-Wannenbereiche 55 in dem Hochkonzentrationsbereich 9 ausgebildet und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 zugewandt, wobei ein Teil des Hochkonzentrationsbereichs 9 zwischen dem Gate-Wannenbereich 55 und dem Niedrigkonzentrationsbereich 8 liegt. Jeder der Gate-Wannenbereiche 55 ist mit dem Body-Bereich 21 in dem Teil des Gate-Wannenbereichs 55 verbunden, der die Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 23 bedeckt.
  • Der Bodenabschnitt der Vielzahl von Gate-Wannenbereiche 55 ist auf der Seite der Bodenwand der Gate-Grabenstruktur 23 in Bezug auf den Bodenabschnitt der Vielzahl von Wannenbereichen 54 positioniert. Vorzugsweise ist die Dicke des Teils eines jeden der Gate-Wannenbereiche 55, der die Bodenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 bedeckt, größer als die Dicke des Teils eines jeden der Gate-Wannenbereiche 55, der die Seitenwand jeder der Gate-Grabenstrukturen 23 bedeckt. Die Dicke des Teils eines jeden der Gate-Wannenbereiche 55, der die Seitenwand der Gate-Grabenstruktur 23 bedeckt, ist die Dicke in der Normalenrichtung der Seitenwand der Gate-Grabenstruktur 23. Die Dicke des Teils eines jeden der Gate-Wannenbereiche 55, der die Bodenwand der Gate-Grabenstruktur 23 bedeckt, ist die Dicke in der Normalenrichtung der Bodenwand der Gate-Grabenstruktur 23.
  • Der Teil, der die Bodenwand der mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 bedeckt, des Bodenabschnitts der mehreren Gate-Wannenbereiche 55 ist mit einer im Wesentlichen einheitlichen Tiefe ausgebildet. Die Vielzahl der Gate-Wannenbereiche 55 bildet einen pn-Übergangsabschnitt mit dem Drift-Bereich 7 (Hochkonzentrationsbereich 9) und dehnt eine Verarmungsschicht zu der Gate-Grabenstruktur 23 und zu der Source-Grabenstruktur 33 hin aus. Die mehreren Wannenbereiche 55 bringen den MISFET mit grabenisoliertem Gate in die Nähe der Struktur der pn-Übergangsdiode und verringern (engl.: ease) ein elektrisches Feld auf dem SiC-Chip 2.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält einen Zwischenschichtisolierfilm 60, der die erste Hauptoberfläche 3 bedeckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der Zwischenschichtisolierfilm 60 eine geschichtete Struktur, die einen ersten Isolierfilm 61 und einen zweiten Isolierfilm 62 aufweist, die in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 aus geschichtet sind.
  • Der erste Isolierfilm 61 ist entlang der ersten Hauptoberfläche 3 filmförmig ausgebildet und schließt sich an die Vielzahl der Gate-Isolierfilme 26 und die Vielzahl der Source-Isolierfilme 36 an. Der erste Isolierfilm 61 legt die Vielzahl der Gate-Elektroden 27 und die Vielzahl der Source-Elektroden 37 frei. Der erste Isolierfilm 61 weist mindestens einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm und/oder einen Siliziumoxynitridfilm auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der erste Isolierfilm 61 einen NSG-Film (nicht-dotiertes Silikatglas) als ein Beispiel für einen Siliziumoxidfilm auf. Die Dicke des ersten Isolierfilms 61 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 300 nm betragen.
  • Der zweite Isolierfilm 62 ist filmförmig entlang des ersten Isolierfilms 61 ausgebildet und bedeckt selektiv die Vielzahl der Gate-Grabenstrukturen 23 und die Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33. Der zweite Isolierfilm 62 weist mindestens einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm und/oder einen Siliziumoxynitridfilm auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Isolierfilm 62 eine PSG-Schicht (Phosphorsilikatglas) als ein Beispiel für einen Siliziumoxidfilm. Die Dicke des zweiten Isolierfilms 62 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 500 nm betragen. Vorzugsweise ist die Dicke des zweiten Isolierfilms 62 größer als die Dicke des ersten Isolierfilms 61.
  • Der Zwischenschichtisolierfilm 60 weist eine Vielzahl von Gate-Öffnungen 63, eine Vielzahl von ersten Source-Öffnungen 64, eine Vielzahl von zweiten Source-Öffnungen 65 und eine Vielzahl von dritten Source-Öffnungen 66 auf. Die Gate-Öffnung 63 ist eine Öffnung für die Gate-Grabenstruktur 23. Die erste Source-Öffnung 64 ist eine Öffnung für die Source-Grabenstruktur 33. Die zweite Source-Öffnung 65 ist eine Öffnung für den Body-Verbindungsbereich 51. Die dritte Source-Öffnung 66 ist eine Öffnung für den Source-Verbindungsbereich 52.
  • Die Vielzahl von Gate-Öffnungen 63 sind jeweils an den beiden Endabschnitten der Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 ausgebildet und legen die Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 (insbesondere die Gate-Elektroden 27) jeweils in einer Eins-zu-Eins-Beziehung frei. Die ebene Form jeder der Gate-Öffnungen 63 ist beliebig, und jede der Gate-Öffnung 63 kann in einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer kreisförmigen Form usw. ausgebildet sein.
  • Die mehreren ersten Source-Öffnungen 64 legen die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 (insbesondere die Source-Elektrode 37) jeweils in einer Eins-zu-Eins-Beziehung frei. Jede der ersten Source-Öffnungen 64 ist in einem Bereich gebildet, der in der Draufsicht von der Seitenwand jeder der Source-Grabenstruktur 33 umgeben ist. Genauer gesagt, ist jede der ersten Source-Öffnungen 64 in einem Abstand nach innen von der Seitenwand jeder der Source-Grabenstrukturen 33 ausgebildet und legt so nur die Source-Elektrode 37 frei. Die ebene Form jeder der ersten Source-Öffnungen 64 ist beliebig, und jede der ersten Source-Öffnungen 64 kann in einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer kreisförmigen Form usw. ausgebildet sein.
  • Die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 legen die mehreren Source-Verbindungsbereiche 51 jeweils in einer Eins-zu-Eins-Beziehung frei. In Bezug auf jeden der Mesa-Abschnitte 24 sind die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 in einem Abstand von den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 in der ersten Richtung X ausgebildet und die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 liegen den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 jeweils in der ersten Richtung X gegenüber. Die ebene Form jeder der zweiten Source-Öffnungen 65 ist beliebig, und jede der zweiten Source-Öffnungen 65 kann in einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer kreisförmigen Form usw. ausgebildet sein.
  • Die mehreren dritten Source-Öffnungen 66 legen jeweils die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung frei. In Bezug auf jeden der Mesa-Abschnitte 24 sind die mehreren dritten Source-Öffnungen 66 in einem Abstand von den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 und von den mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 in der ersten Richtung X ausgebildet und die mehreren dritten Source-Öffnungen liegen den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 bzw. den mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 in der ersten Richtung X gegenüber.
  • Die ebene Form jeder der dritten Source-Öffnungen 66 ist beliebig, und jede der dritten Source-Öffnungen 66 kann in einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer kreisförmigen Form usw. ausgebildet sein. In Bezug auf jeden der Mesa-Abschnitte 24 sind die mehreren ersten Source-Öffnungen 64, die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 und die mehreren dritten Source-Öffnungen 66 mit Abständen dazwischen auf einer Linie angeordnet, die die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 in der ersten Richtung X in einer Draufsicht miteinander verbindet.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält eine Gate-Hauptoberflächenelektrode 71, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 60 angeordnet ist. Die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 ist ein externer Anschluss (Terminal), der extern mit einem Leitungsdraht (z. B. Bonddraht) verbunden ist, und ein Gate-Potential wird an die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 angelegt. Die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 ist elektrisch mit der Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 (Gate-Elektroden 27) verbunden und überträgt das zugeführte Gate-Potential (Gate-Signal) an die Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 (Gate-Elektroden 27).
  • Das Gate-Potential kann vorzugsweise nicht weniger als 10 V und nicht mehr als 50 V (z. B. etwa 30 V) betragen. Die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 ist auf dem Pad-Bereich 12b angeordnet. Die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 ist dem Pad-Bereich 12b zugewandt, wobei sich der Zwischenschichtisolierfilm 60 zwischen der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 und dem Pad-Bereich 12b befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 eine viereckige Form mit vier Seiten, die in der Draufsicht parallel zur ersten Hauptoberfläche 3 verlaufen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat eine Gate-Verdrahtungselektrode 72, die von der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 auf den Zwischenschichtisolierfilm 60 geführt ist. Die Gate-Verdrahtungselektrode 72 überträgt ein an der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 angelegtes Gate-Potential auf andere Bereiche. Die Gate-Verdrahtungselektrode 72 erstreckt sich gürtelförmig, um den aktiven Bereich 11 in der Draufsicht aus mehreren Richtungen einzufassen (zu partitionieren). Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich die Gate-Verdrahtungselektrode 72 gürtelförmig entlang der ersten Seitenfläche 5A, der dritten Seitenfläche 5C und der vierten Seitenfläche 5D, um den aktiven Bereich 11 in der Draufsicht aus drei Richtungen einzufassen.
  • Die Gate-Verdrahtungselektrode 72 schneidet (insbesondere senkrecht) in der Draufsicht die beiden Endabschnitte der Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23. Die Gate-Verdrahtungselektrode 72 tritt von oberhalb des Zwischenschichtisolierfilms 60 in die Vielzahl der Gate-Öffnungen 63 ein und ist elektrisch mit der Vielzahl der Gate-Elektroden 27 verbunden. Daher wird das an die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 angelegte Gate-Potential über die Vielzahl der Gate-Verdrahtungselektroden 72 an die Gate-Grabenstrukturen 23 übertragen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 enthält eine Source-Hauptoberflächenelektrode 73, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 60 entfernt von der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 und von der Gate-Verdrahtungselektrode 72 angeordnet ist. Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 ist ein externer Anschluss, der extern mit einem Leitungsdraht (z. B. Bonddraht) verbunden ist, und ein Source-Potential wird an die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 angelegt.
  • Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 ist elektrisch mit der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 (Source-Elektroden 37), mit der Vielzahl von Body-Verbindungsbereichen 51 und mit der Vielzahl von Source-Verbindungsbereichen 52 verbunden und überträgt das zugeführte Source-Potential an die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 (Source-Elektroden 37), an die Vielzahl von Body-Verbindungsbereichen 51 und an die Vielzahl von Source-Verbindungsbereichen 52. Das Source-Potential kann ein Referenzpotential sein (z.B. ein Massepotential).
  • Genauer gesagt, ist die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 in einem Bereich angeordnet, der durch die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 und die Gate-Verdrahtungselektrode 72 auf dem Zwischenschichtisolierfilm 60 eingefasst ist, und die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 ist dem aktiven Bereich 11 zugewandt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 einen konkaven Abschnitt 73a auf, der von einem zentralen Abschnitt einer Seite der ersten Seitenfläche 5A zu einem inneren Abschnitt hin vertieft ist, so dass er in einer Draufsicht mit der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 übereinstimmt (fluchtet). Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 ist allen Gate-Grabenstrukturen 23 und allen Source-Grabenstrukturen 33 zugewandt.
  • Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 tritt von oberhalb des Zwischenschichtisolierfilms 60 in die mehreren ersten Source-Öffnungen 64, die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 und die mehreren dritten Source-Öffnungen 66 ein und ist elektrisch mit den mehreren Source-Elektroden 37, den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 und den mehreren Source-Verbindungsbereichen 52 verbunden. Daher wird das an der Source-Hauptoberflächenelektrode 73 angelegte Source-Potential an die mehreren Source-Elektroden 37, die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 und die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 übertragen.
  • Das Source-Potential wird durch die Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 und die Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche 52 auf den Body-Bereich 21, den 22 Source-Bereich, die Vielzahl der Graben-Verbindungsbereiche 53, die Vielzahl der Wannenbereiche 54 und die Vielzahl der Gate-Wannenbereiche 55 übertragen. In Bezug auf jeden der Mesa-Abschnitte 24 ist die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 elektrisch mit der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33, mit der Vielzahl von Body-Verbindungsbereichen 51 und mit der Vielzahl von Source-Verbindungsbereichen 52 auf einer Linie verbunden, die die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 in der ersten Richtung X miteinander verbindet.
  • Die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71, die Gate-Verdrahtungselektrode 72 und die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 haben jeweils eine geschichtete Struktur mit einem ersten Elektrodenfilm 74 und einem zweiten Elektrodenfilm 75, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Zwischenschichtisolierfilms 60 aus geschichtet sind.
  • Der erste Elektrodenfilm 74 ist filmförmig entlang des Zwischenschichtisolierfilms 60 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Elektrodenfilm 74 ein Metallfilm auf Ti-Basis. Der erste Elektrodenfilm 74 hat mindestens eine Titanschicht und/oder eine Titannitridschicht. Der erste Elektrodenfilm 74 kann eine einlagige Struktur haben, die eine Titanschicht oder eine Titannitridschicht aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der erste Elektrodenfilm 74 eine geschichtete Struktur, die eine Titanschicht und eine Titannitridschicht aufweist, die in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 aus geschichtet sind.
  • Der zweite Elektrodenfilm 75 ist entlang einer Hauptoberfläche des ersten Elektrodenfilms 74 filmförmig ausgebildet. Der erste Elektrodenfilm 74 basiert auf einer Metallschicht auf Cu-Basis oder einer Metallschicht auf Al-Basis. Der erste Elektrodenfilm 74 kann einen reinen Cu-Film (Cu-Film mit einer Reinheit von 99 % oder mehr), einen reinen Al-Film (Al-Film mit einer Reinheit von 99 % oder mehr), einen Al-Cu-Legierungsfilm, einen Al-Si-Legierungsfilm und/oder einen Al-Si-Cu-Legierungsfilm aufweisen. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der erste Elektrodenfilm 74 eine einlagige Struktur aus einem Al-Cu-Legierungsfilm.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 weist einen obersten Isolierfilm 80 auf, der selektiv die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71, die Gate-Verdrahtungselektrode 72 und die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 auf dem Zwischenschichtisolierfilm 60 bedeckt. Der oberste Isolierfilm 80 hat eine erste Pad-Öffnung 81, die den gesamten Bereich der Gate-Verdrahtungselektrode 72 abdeckt und die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 freilegt, und eine zweite Pad-Öffnung 82, die die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 freilegt.
  • Die ebene Form der ersten Pad-Öffnung 81 und die ebene Form der zweiten Pad-Öffnung 82 sind beliebig. Der oberste Isolierfilm 80 ist in einem Abstand nach innen von den ersten bis vierten Seitenflächen 5A bis 5D ausgebildet und unterteilt eine „Dicing-Street“ (Trenn/Schneidstrecke) 83, die den Zwischenschichtisolierfilm 60 an den ersten bis vierten Seitenflächen 5A bis 5D freilegt. Die Breite der „Dicing-Street“ 83 kann vorzugsweise nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 50 um betragen. Die Breite der „Dicing-Street“ 83 ist eine Breite in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung, in der sich die „Dicing-Street“ 83 erstreckt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der oberste Isolierfilm 80 eine geschichtete Struktur mit einem anorganischen Isolierfilm 84 und einem organischen Isolierfilm 85, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Zwischenschichtisolierfilms 60 aus geschichtet sind. Der anorganische Isolierfilm 84 ist aus einem anorganischen Isolator mit einer vergleichsweise hohen Dichte und hat eine Barriere-Eigenschaft (Abschirmvermögen) gegen Wasser (Feuchtigkeit). Der anorganische Isolierfilm 84 schirmt Wasser (Feuchtigkeit) von außen ab und schützt den SiC-Chip 2, die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71, die Gate-Verdrahtungselektrode 72, die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 und dergleichen vor unerwünschter Oxidation. Der anorganische Isolierfilm 84 wird auch als Passivierungsschicht bezeichnet.
  • Der anorganische Isolierfilm 84 kann eine geschichtete Struktur mit mehreren Isolierfilmen oder eine einlagige Struktur mit einem einzigen Isolierfilm aufweisen. Vorzugsweise weisen der anorganische Isolierfilm 84 einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm und/oder einen Siliziumoxynitridfilm auf. Der anorganische Isolierfilm 84 kann eine geschichtete Struktur mit einer Vielzahl von Siliziumoxidfilmen, eine geschichtete Struktur mit einer Vielzahl von Siliziumnitridfilmen oder eine geschichtete Struktur mit einer Vielzahl von Siliziumoxynitridfilmen aufweisen.
  • Der anorganische Isolierfilm 84 kann eine geschichtete Struktur aufweisen, die mindestens zwei der folgenden Filme aufweist: Siliziumoxidfilme, Siliziumnitridfilme und Siliziumoxynitridfilme, die in beliebiger Reihenfolge geschichtete sind. Der anorganische Isolierfilm 84 kann eine einlagige Struktur haben aus einem Siliziumoxidfilm, einem Siliziumnitridfilm oder einem Siliziumoxynitridfilm. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der anorganische Isolierfilm 84 eine einlagige Struktur aus einem Siliziumnitridfilm. Mit anderen Worten, ist der anorganische Isolierfilm 84 ein Isolator, der sich von dem des Zwischenschichtisolierfilms 60 unterscheidet. Die Dicke des anorganischen Isolierfilms 84 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,1 um und nicht mehr als 5 um betragen. Vorzugsweise beträgt die Dicke des anorganischen Isolierfilms 84 nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 3 um.
  • Der organische Isolierfilm 85 hat eine geringere Steifigkeit als der anorganische Isolierfilm 84. Mit anderen Worten, der organische Isolierfilm 85 hat ein kleineres Elastizitätsmodul als der anorganische Isolierfilm 84 und wirkt als Dämpfungsmaterial gegen eine äußere Kraft. Der organische Isolierfilm 85 schützt den SiC-Chip 2, die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71, die Gate-Verdrahtungselektrode 72, die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 usw. vor einer äußeren Kraft.
  • Vorzugsweise weist der organische Isolierfilm 85 ein lichtempfindliches Harz auf. Das lichtempfindliche Harz kann ein Negativtyp oder ein Positivtyp sein. Der organische Isolierfilm 85 kann einen Polyimidfilm, einen Polyamidfilm oder einen Polybenzoxazolfilm aufweisen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der organische Isolierfilm 85 eine Polybenzoxazolfilm. Die Dicke des organischen Isolierfilms 85 kann vorzugsweise nicht weniger als 1 µm und nicht mehr als 50 µm betragen. Vorzugsweise ist die Dicke des organischen Isolierfilms 85 größer als die Dicke des anorganischen Isolierfilms 84. Vorzugsweise beträgt die Dicke des organischen Isolierfilms 85 nicht weniger als 5 µm und nicht mehr als 20 µm.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 weist eine Drain-Elektrode 91 auf, die die zweite Hauptoberfläche 4 bedeckt. Die Drain-Elektrode 91 bedeckt den gesamten Bereich der zweiten Hauptoberfläche 4 und schließt an die erste bis vierte Seitenfläche 5A bis 5D an. Die Drain-Elektrode 91 ist elektrisch mit dem Drain-Bereich 6 (zweite Hauptoberfläche 4) verbunden. Genauer gesagt, bildet die Drain-Elektrode 91 einen ohmschen Kontakt mit dem Drain-Bereich 6 (zweite Hauptoberfläche 4).
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Drain-Elektrode 91 einen Ti-Film 92, einen Ni-Film 93, einen Pd-Film 94, einen Au-Film 95 und einen Ag-Film 96, die in dieser Reihenfolge von der zweiten Hauptoberfläche 4 aus geschichtet sind. Es reicht aus, wenn die Drain-Elektrode 91 mindestens die Ti-Schicht 92 enthält, und das Vorhandensein oder Fehlen der Ni-Schicht 93, der Pd-Schicht 94, der Au-Schicht 95 und der Ag-Schicht 96 ist optional. Die Drain-Elektrode 91 kann beispielsweise eine geschichtete Struktur mit einer Ti-Schicht 92, einer Ni-Schicht 93 und einer Au-Schicht 95 aufweisen.
  • Wie oben beschrieben, weist das SiC-Halbleiterbauelement 1 den SiC-Chip 2 (Halbleiterchip), den n-artigen Drift-Bereich 7, den p-artigen Body-Bereich 21, den n-artigen Source-Bereich 22, die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33, den p-artigen Body-Verbindungsbereich 51 und den n-artigen Source-Verbindungsbereich 52 auf. Der SiC-Chip 2 hat die erste Hauptoberfläche 3. Der Drift-Bereich 7 ist am Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 gebildet. Der Body-Bereich 21 ist am Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 7 gebildet. Der Source-Bereich 22 ist am Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 gebildet.
  • Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Source-Bereich 22 und den Body-Bereich 21 schneiden und den Drift-Bereich 7 erreichen, und die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind an der ersten Hauptoberfläche 3 mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung X angeordnet. Der Body-Verbindungsbereich 51 ist in einem Bereich zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen 33 ausgebildet, die im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind, um mit dem Body-Bereich 21 elektrisch verbunden zu sein. Der Source-Verbindungsbereich 52 ist in einem Bereich zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen 33 gebildet, die in einem anderen Bereich als dem Body-Verbindungsbereich 51 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind, um mit dem Source-Bereich 22 elektrisch verbunden zu sein.
  • Bei diesem SiC-Halbleiterbauelement 1 sind die Source-Grabenstrukturen 33, der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 so ausgebildet, dass sie in der ersten Richtung X angeordnet sind. Daher ist es nicht erforderlich, den Body-Verbindungsbereich 51 und den Source-Verbindungsbereich 52 so auszubilden, dass sie in der zweiten Richtung Y, die die erste Richtung X schneidet, nebeneinanderliegen.
  • Auf diese Weise kann eine durch die Source-Grabenstruktur 33, den Body-Verbindungsbereich 51 und den Source-Verbindungsbereich 52 verursachte Vergrößerung in der zweiten Richtung Y verhindert werden. Zudem müssen der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 nicht so angeordnet sein, dass sie in der zweiten Richtung Y nebeneinanderliegen, und daher ist es möglich, sowohl einen Ausrichtungsrand des Body-Verbindungsbereichs 51 als auch einen Ausrichtungsrand des Source-Verbindungsbereichs 52 zu verringern (mäßigen). Daher ist es möglich, ein SiC-Halbleiterbauelement 1 bereitzustellen, das zur Miniaturisierung beiträgt.
  • Vorzugsweise ist der Source-Verbindungsbereich 52 dem Body-Verbindungsbereich 51 in der ersten Richtung X zugewandt, wobei sich die Source-Grabenstruktur 33 zwischen dem Source-Verbindungsbereich 52 und dem Body-Verbindungsbereich 51 befindet. Vorzugsweise ist die Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 jeweils in einer sich in der ersten Richtung X erstreckenden Gürtelform ausgebildet.
  • Vorzugsweise weist der Body-Verbindungsbereich 51 eine p-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die p-artige Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs 21 übersteigt. Vorzugsweise weist der Source-Bereich 22 eine n-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 übersteigt. Vorzugsweise weist der Source-Verbindungsbereich 52 eine n-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die n-artige Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 7 übersteigt. Vorzugsweise ist der Source-Verbindungsbereich 52 unter Verwendung eines Teils des Source-Bereichs 22 gebildet.
  • Vorzugsweise sind mehrere Body-Verbindungsbereiche 51 und mehrere Source-Verbindungsbereiche 52 ausgebildet. In diesem Fall sind vorzugsweise die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 abwechselnd mit den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 entlang der ersten Richtung X ausgebildet. Gemäß dieser Struktur ist es im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften des MISFET möglich, Variationen in der Ebene (engl. in-plane variations) zu verhindern, die durch die mehreren Body-Verbindungsbereich 51 und die mehreren Source-Verbindungsbereich 52 verursacht werden.
  • Vorzugsweise weist das SiC-Halbleiterbauelement 1 eine Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 auf. Vorzugsweise sind die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Source-Bereich 22 und den Body-Bereich 21 schneiden und den Drift-Bereich 7 erreichen, und die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 erstrecken sich jeweils in der ersten Richtung X und sind an der ersten Hauptoberfläche 3 mit Abständen dazwischen in der zweiten Richtung Y angeordnet, die die erste Richtung X schneidet. In diesem Fall sind die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 vorzugsweise an der ersten Hauptoberfläche 3 mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung X zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 angeordnet.
  • Bei dieser Struktur sind die Source-Grabenstruktur 33, der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 so ausgebildet, dass sie in der ersten Richtung X zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 liegen in der zweiten Richtung Y zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 nicht nebeneinander. Dies ermöglicht es, den Abstand zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 zu verringern. Daher ist es möglich, ein SiC-Halbleiterbauelement 1 bereitzustellen, das zur Miniaturisierung beiträgt.
  • Bei dieser Struktur ist der Body-Verbindungsbereich 51 vorzugsweise von der Vielzahl der Gate-Grabenstrukturen 23 entfernt. Vorzugsweise ist jede der Source-Grabenstrukturen 33 tiefer ausgebildet als jede der Gate-Grabenstrukturen 23. Vorzugsweise sind die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 in der zweiten Richtung Y mit den ersten Abständen P1 dazwischen angeordnet, und die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind in der ersten Richtung X mit den zweiten Abständen P2 angeordnet, von denen jeder kleiner ist als der erste Abstand P1 (P2 < P1) dazwischen.
  • Genauer gesagt, teilt die Vielzahl von Gate-Grabenstrukturen 23 die Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24 auf, von denen sich jeder in der ersten Richtung X in der ersten Hauptoberfläche 3 erstreckt. Andererseits teilt die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 die Vielzahl von Segmentabschnitten 34 auf, von denen jeder aus einem Teil des Mesa-Abschnitts 4 im Mesa-Abschnitt 24 gebildet wird. Bei dieser Struktur ist der Body-Verbindungsbereich 51 in dem Segmentabschnitt 34 ausgebildet, und der Source-Verbindungsbereich 52 ist in dem Segmentabschnitt 34 ausgebildet, der sich von dem Segmentabschnitt 34 unterscheidet, in dem der Body-Verbindungsbereich 51 ausgebildet ist. Bei dieser Struktur ist es möglich, einen Abschnitt, der den Body-Verbindungsbereich 51 bildet, an dem Segmentabschnitt 34 zu fixieren, und es ist möglich, einen Abschnitt, der den Source-Verbindungsbereich 52 bildet, an dem Segmentabschnitt 34 zu fixieren. Daher ist es möglich, sowohl den Body-Verbindungsbereich 51 als auch den Source-Verbindungsbereich 52 entsprechend zu gestalten.
  • In diesem Fall weisen die mehreren Segmentabschnitte 34 vorzugsweise die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A und die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B auf, die abwechselnd entlang der ersten Richtung X angeordnet sind. Bei dieser Struktur sind vorzugsweise die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 in den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A und die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in den mehreren zweiten Segmentabschnitten 34B ausgebildet. Mit dieser Struktur ist es möglich, in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften des MISFETs Schwankungen in der Ebene (in-plane variations) zu vermeiden, die durch die Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 und die Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche 52 verursacht werden.
  • Vorzugsweise enthält das SiC-Halbleiterbauelement 1 den p-artigen Graben-Verbindungsbereich 53. Vorzugsweise weist der Graben-Verbindungsbereich 53 eine p-artige Verunreinigungskonzentration auf, die die p-artige Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs 21 übersteigt. Vorzugsweise ist der Graben-Verbindungsbereich 53 aus dem Body-Verbindungsbereich 51 in einen Bereich entlang der Wandfläche mindestens einer der Source-Grabenstrukturen 33 im Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 7 herausgeführt.
  • Gemäß dieser Struktur ist es möglich, ein elektrisches Potential (insbesondere ein Source-Potential), das an den Body-Verbindungsbereich 51 angelegt wird, über den Graben-Verbindungsbereich 53 auf einen Bereich auf der Seite der Source-Grabenstruktur 33 zu übertragen. Vorzugsweise deckt der Graben-Verbindungsbereich 53 die Seitenwand und die Bodenwand der Source-Grabenstruktur 33 ab. Zudem deckt der Graben-Verbindungsbereich 53 vorzugsweise die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 nur teilweise ab, um ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 freizulegen.
  • Vorzugsweise hat das SiC-Halbleiterbauelement 1 den p-artigen Wannenbereich 54. Vorzugsweise weist der Wannenbereich 54 eine p-artige Verunreinigungskonzentration auf, die geringer ist als die p-artige Verunreinigungskonzentration im Body-Verbindungsbereich 51. Vorzugsweise ist der Wannenbereich 54 in einem Bereich entlang der Wandoberfläche mindestens einer der Source-Grabenstrukturen 33 so ausgebildet, dass er den Graben-Verbindungsbereich 53 im Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 7 überdeckt. Bei dieser Struktur ist es möglich, die Spannungsfestigkeit mit Hilfe des Wannenbereichs 54 zu erhöhen. Vorzugsweise hat der Wannenbereich 54 einen Teil, der die Source-Grabenstruktur 33 mit dem dazwischenliegenden Graben-Verbindungsbereich 53 überdeckt, und einen Teil, der die Source-Grabenstruktur 33 direkt überdeckt.
  • Vorzugsweise weist das SiC-Halbleiterbauelement 1 die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 auf. Vorzugsweise ist die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 auf der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet und elektrisch mit der Source-Grabenstruktur 33, mit dem Body-Verbindungsbereich 51 und mit dem Source-Verbindungsbereich 52 entlang einer Linie verbunden, die die Source-Grabenstruktur 33, den Body-Verbindungsbereich 51 und den Source-Verbindungsbereich 52 miteinander verbindet.
  • Vorzugsweise weist das SiC-Halbleiterbauelement 1 den Zwischenschichtisolierfilm 60 auf. Vorzugsweise bedeckt der Zwischenschichtisolierfilm 60 die erste Hauptoberfläche 3 und weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die die Source-Grabenstruktur 33, den Body-Verbindungsbereich 51 und den Source-Verbindungsbereich 52 freilegen. In diesem Fall ist die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 vorzugsweise elektrisch mit der Source-Grabenstruktur 33, dem Body-Verbindungsbereich 51 und dem Source-Verbindungsbereich 52 in der Vielzahl von Öffnungen verbunden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Zwischenschichtisolierfilm 60 die erste Source-Öffnung 64, die die Source-Grabenstruktur 33 freilegt, die zweite Source-Öffnung 65, die den Body-Verbindungsbereich 51 freilegt, und die dritte Source-Öffnung 66, die den Source-Verbindungsbereich 52 freilegt, auf. Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 tritt von oberhalb des Zwischenschichtisolierfilms 60 in die erste Source-Öffnung 64, die zweite Source-Öffnung 65 und die dritte Source-Öffnung 66 ein und ist elektrisch mit der Source-Grabenstruktur 33, mit dem Body-Verbindungsbereich 51 und mit dem Source-Verbindungsbereich 52 verbunden.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat zudem eine Struktur, die auch aus einem anderen Blickwinkel zur Miniaturisierung beiträgt. Mit anderen Worten, das SiC-Halbleiterbauelement 1 hat den SiC-Chip 2 (Halbleiterchip), den n-artigen Drift-Bereich 7, den p-artigen Body-Bereich 21, den n-artigen Source-Bereich 22, die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23, die Source-Grabenstruktur 33, den p-artigen Body-Verbindungsbereich 51 und den n-artigen Source-Verbindungsbereich 52. Der SiC-Chip 2 hat die erste Hauptoberfläche 3. Der Drift-Bereich 7 ist am Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 gebildet. Der Body-Bereich 21 ist am Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 7 gebildet. Der Source-Bereich 22 ist am Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 gebildet.
  • Die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 erstrecken sich jeweils in der ersten Richtung X und sind mit Abständen dazwischen in der zweiten Richtung Y angeordnet, die die erste Richtung X schneidet, und die mehreren Gate-Grabenstrukturen 23 sind an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Source-Bereich 22 und den Body-Bereich 21 schneiden und den Drift-Bereich 7 erreichen. Die Source-Grabenstruktur 33 ist an der ersten Hauptoberfläche 3 so ausgebildet, dass sie den Source-Bereich 22 und den Body-Bereich 21 schneidet und den Drift-Bereich 7 zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 erreicht. Die Source-Grabenstruktur 33 hat einen Endabschnitt auf einer Seite in der ersten Richtung X und einen anderen Endabschnitt auf der anderen Seite in der ersten Richtung X.
  • Der Body-Verbindungsbereich 51 ist in einem Bereich auf der Seite des einen Endabschnitts der Source-Grabenstruktur 33 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 so ausgebildet, dass er mit dem Body-Bereich 21 elektrisch verbunden ist. Der Source-Verbindungsbereich 52 ist in einem Bereich auf der anderen Seite des Endabschnitts der Source-Grabenstruktur 33 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 so ausgebildet, dass er elektrisch mit dem Source-Bereich 22 verbunden ist.
  • Bei dieser Struktur sind die Source-Grabenstruktur 33, der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 so ausgebildet, dass sie in der ersten Richtung X zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 liegen in der zweiten Richtung Y im Mesa-Abschnitt 24 nicht nebeneinander. Dies ermöglicht es, den Abstand zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 zu verringern. Darüber hinaus ist es möglich, sowohl einen Ausrichtungsrand des Body-Verbindungsbereichs 51 als auch einen Ausrichtungsrand des Source-Verbindungsbereichs 52 zu verringern (mäßigen). Daher ist es möglich, ein SiC-Halbleiterbauelement 1 bereitzustellen, das zur Miniaturisierung beiträgt.
  • 11 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 101 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Bezug nehmend auf 11 weist die Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24 eine Vielzahl von ersten Mesa-Abschnitten 24A und eine Vielzahl von zweiten Mesa-Abschnitten 24B auf, die in dieser Ausführungsform abwechselnd in der zweiten Richtung Y angeordnet sind. In jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A sind die mehreren ersten Segmentabschnitt 34A und die mehreren zweiten Segmentabschnitt 34B abwechselnd entlang der ersten Richtung X angeordnet.
  • In jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A und die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B abwechselnd entlang der ersten Richtung X angeordnet. Die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B liegen den mehreren zweiten Segmentabschnitten 34B jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y gegenüber. Die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B liegen den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y gegenüber.
  • Die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 werden in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, sind die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 in den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A jeweils in jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A und in jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B ausgebildet.
  • Andererseits wird der Source-Verbindungsbereich 52 in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die in einem anderen Bereich als dem Body-Verbindungsbereich 51 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in den mehreren zweiten Segmentabschnitten 34B in jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A und in jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B ausgebildet. Mit anderen Worten, die Body-Verbindungsbereiche 51 jedes der mehreren zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind den mehreren Source-Verbindungsbereichen 52 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y zugewandt. Außerdem sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y zugewandt.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 101 erzielt.
  • 12 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 111 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Bezug nehmend auf 12 weist die Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24 die Vielzahl von ersten Mesa-Abschnitten 24A und die Vielzahl von zweiten Mesa-Abschnitten 24B auf, die in dieser Ausführungsform abwechselnd in der zweiten Richtung Y angeordnet sind. In jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A sind die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung X angeordnet. Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 unterteilen die Vielzahl von Segmentabschnitten 34 in jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A. Die mehreren Segmentabschnitte 34 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A weist die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A und die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B, die abwechselnd entlang der ersten Richtung X angeordnet sind, auf.
  • In jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung X angeordnet. Die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind abweichend in der ersten Richtung X von den mehreren Source-Grabenstrukturen 33 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A angeordnet, so dass sie den mehreren Segmentabschnitten 34 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y gegenüberliegen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B mit einer Abweichung von einem halben Pitch in der ersten Richtung X in Bezug auf die Source-Grabenstrukturen 33 jedes der Vielzahl der ersten Mesa-Abschnitte 24A angeordnet. Mit anderen Worten, die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 sind in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y in der Draufsicht als Ganzes versetzt zueinander angeordnet.
  • Die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 teilen die Vielzahl der Segmentabschnitte 34 in jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B. Die mehreren Segmentabschnitte 34 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B weisen die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A und die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B auf, die abwechselnd entlang der ersten Richtung X angeordnet sind. Die mehreren ersten Segmentabschnitte 34A jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y zugewandt. Die mehreren zweiten Segmentabschnitte 34B jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B sind der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y zugewandt.
  • Die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 werden in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, sind die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 in den mehreren ersten Segmentabschnitten 34A jeweils in jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A und in jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B ausgebildet. Mit anderen Worten, die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A liegt der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B in der zweiten Richtung Y gegenüber. Außerdem liegt die Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche 51 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B der Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y gegenüber.
  • Andererseits wird der Source-Verbindungsbereich 52 in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die in einem anderen Bereich als dem Body-Verbindungsbereich 51 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 in den mehreren zweiten Segmentabschnitten 34B in jedem der ersten Mesa-Abschnitte 24A und in jedem der zweiten Mesa-Abschnitte 24B ausgebildet. Mit anderen Worten, die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A liegt der Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B in der zweiten Richtung Y gegenüber. Außerdem liegt die Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche 52 jedes der zweiten Mesa-Abschnitte 24B der Vielzahl der Source-Grabenstrukturen 33 jedes der ersten Mesa-Abschnitte 24A in der zweiten Richtung Y gegenüber.
  • Die Vielzahl der Graben-Verbindungsbereiche 53 werden in der gleichen Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform gebildet. Vorzugsweise liegen die mehreren Graben-Verbindungsbereiche 53 der Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche 52 (zweiter Segmentabschnitt 34B) in der zweiten Richtung Y gegenüber.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 111 erzielt.
  • 13 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 121 gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Wie in 13 dargestellt, werden die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, sind die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 jeweils an dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 in einem Abstand von der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite zu der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite in den mehreren Segmentabschnitten 34 ausgebildet. Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist in Kontakt mit der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite in der ersten Richtung X. Mit anderen Worten, jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist der Source-Elektrode 37 zugewandt, wobei der Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite zwischen dem Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Elektrode 37 in jedem der Segmentabschnitte 34 liegt.
  • Andererseits wird der Source-Verbindungsbereich 52 in einem Bereich gebildet, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen 33 unterteilt ist, die in einem anderen Bereich als dem Body-Verbindungsbereich 51 im Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 benachbart sind. Genauer gesagt, ist jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 in demselben Segmentabschnitt 34 wie jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ausgebildet, so dass er mit jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 koexistiert.
  • Genauer gesagt, sind die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 jeweils an dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs 21 in einem Abstand von der Source-Grabenstruktur 33 auf der anderen Seite zu der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite in den mehreren Segmentabschnitten 34 ausgebildet. Die mehreren Source-Verbindungsbereiche 52 grenzen an die mehreren Body-Verbindungsbereiche 51 aus der ersten Richtung X an. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 steht in der ersten Richtung X auf einer Seite in Kontakt mit der Source-Grabenstruktur 33. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 liegt der Source-Elektrode 37 gegenüber, wobei der Source-Isolierfilm 36 der Source-Grabenstruktur 33 auf einer Seite zwischen dem Source-Verbindungsbereich 52 und der Source-Elektrode 37 in jedem der Segmentabschnitte 34 liegt.
  • Die mehreren Source-Verbindungsbereiche 53 sind jeweils von den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51 zur Wandfläche einer benachbarten Source-Grabenstruktur 33 geführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Graben-Verbindungsbereich 53 von jedem der Body-Verbindungsbereiche 51 in Richtung der Wandoberfläche einer benachbarten Source-Grabenstruktur 33 geführt. Mit anderen Worten, die mehreren Graben-Verbindungsbereiche 53 sind in einer Eins-zu-Eins-Beziehung in Bezug auf die mehreren Source-Grabenstrukturen 33 in einer Draufsicht ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform kreuzt jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 in der Draufsicht den Zwischenabschnitt der Source-Grabenstruktur 33.
  • Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 deckt die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 teilweise ab, um ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur 33 freizulegen. Genauer gesagt, ist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 in einem Abstand von dem Segmentabschnitt 34 auf der Seite des Source-Verbindungsbereichs 52 in Richtung des Segmentabschnitts 34 auf der Seite des Body-Verbindungsbereichs 51 ausgebildet.
  • Daher legt jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 den Source-Verbindungsbereich 52 frei. Außerdem legt jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 den Endabschnitt (Seitenwand und Bodenwand) auf der Seite des Source-Verbindungsbereichs 52 der Source-Grabenstruktur 33 frei. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist in einem Abstand nach innen von zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen 23 ausgebildet, um einen Teil des Source-Bereichs 22 von der ersten Hauptoberfläche 3 in Bezug auf die zweite Richtung Y freizulegen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Zwischenschichtisolierfilm 60 die dritte Source-Öffnung 66 nicht auf, aber die Vielzahl der ersten Source-Öffnungen 64 und die Vielzahl der zweiten Source-Öffnungen 65. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der zweiten Source-Öffnungen 65 als Öffnung für den Body-Verbindungsbereich 51 und für den Source-Verbindungsbereich 52 ausgebildet. Mit anderen Worten, jede der zweiten Source-Öffnungen 65 ist in einer Eins-zu-Eins-Beziehung in Bezug auf jeden der Segmentabschnitte 34 ausgebildet und legt jeden der Body-Verbindungsbereiche 51 und jeden der Source-Verbindungsbereiche 52 frei.
  • In Bezug auf jeden der Mesa-Abschnitte 24 sind die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 in einem Abstand von den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 in der ersten Richtung X ausgebildet und die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 liegen den mehreren ersten Source-Öffnungen 64 jeweils in der ersten Richtung X gegenüber. Die ebene Form jeder der zweiten Source-Öffnungen 65 ist beliebig, und jede der zweiten Source-Öffnungen 65 kann in einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer kreisförmigen Form usw. ausgebildet sein.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 121 erzielt. Natürlich ist eine Struktur, in der der Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Verbindungsbereich 52 in einem Segmentabschnitt 34 nebeneinander koexistieren, auch auf die zweite und dritte bevorzugte Ausführungsform anwendbar.
  • 14 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 131 gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Bezugnehmend auf 14 sind die erste Source-Öffnung 64, die zweite Source-Öffnung 65 und die dritte Source-Öffnung 66 integral (einstückig) in dem Zwischenschichtisolierfilm 60 gemäß dem SiC-Halbleiterbauelement 131 ausgebildet. Mit anderen Worten, der Zwischenschichtisolierfilm 60 weist eine Vielzahl von linearen Source-Öffnungen 132 auf, die sich jeweils in der ersten Richtung X entlang der Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24 erstrecken.
  • Die Source-Öffnungen 132 legen gemeinsam die Vielzahl von Source-Grabenstrukturen 33 (Source-Elektroden 37), die Vielzahl von Body-Verbindungsbereichen 51 und die Vielzahl von Source-Verbindungsbereichen 52 in jedem der Mesa-Abschnitte 24 frei. In diesem Fall tritt die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 von oberhalb des Zwischenschichtisolierfilms 60 in die Vielzahl von Source-Öffnungen 132 ein und ist elektrisch mit der Source-Grabenstruktur 33, dem Body-Verbindungsbereich 51 und dem Source-Verbindungsbereich 52 der Vielzahl von Mesa-Abschnitten 24 verbunden.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 131 erzielt. Natürlich ist ein Aufbau, bei dem der Zwischenschichtisolierfilm 60 eine Vielzahl von Source-Öffnungen 132 aufweist, auch auf die zweite bis vierte bevorzugte Ausführungsform anwendbar. Bei der vierten bevorzugten Ausführungsform finden vorzugsweise die Source-Öffnungen 132 Verwendung anstelle der mehreren ersten Source-Öffnungen 64 und der mehreren zweiten Source-Öffnungen 65.
  • 15 entspricht 4 und ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 141 gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 15 gezeigten Linie XVI-XVI. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Bezugnehmend auf 15 und 16 weist das SiC-Halbleiterbauelement 141 eine Source-Grabenstruktur 33 auf, die sich von der Source-Grabenstruktur 33 des SiC-Halbleiterbauelements 1 unterscheidet. Genauer gesagt, weist der Source-Graben 35 jeder der Source-Grabenstrukturen 33 einen ersten Grabenabschnitt 35a auf der Öffnungsseite und einen zweiten Grabenabschnitt 35b auf der Bodenwandseite auf. Der erste Grabenabschnitt 35a hat eine erste Grabenbreite WT1 in Bezug auf die zweite Richtung Y. Die erste Grabenbreite WT1 ist eine zweite Breite W2 der Source-Grabenstruktur 33. Der erste Grabenabschnitt 35a kann in einer sich verjüngenden Form ausgebildet sein, bei der die erste Grabenbreite WT1 zur Bodenwandseite hin schmaler wird.
  • Der erste Grabenabschnitt 35a legt den Body-Bereich 21 und den Source-Bereich 22 frei. Vorzugsweise ist der erste Grabenabschnitt 35a in einem Bereich auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 in Bezug auf die Bodenwand des Gate-Grabens 25 ausgebildet. Mit anderen Worten, die Tiefe des ersten Grabenabschnitts 35a ist vorzugsweise geringer als die erste Tiefe D1 der Gate-Grabenstruktur 23. Natürlich kann der erste Grabenabschnitt 35a auch tiefer als die Gate-Grabenstruktur 23 ausgebildet sein. Die Tiefe des ersten Grabenabschnitts 35a kann vorzugsweise nicht weniger als 0,1 um und nicht mehr als 2 um betragen.
  • Der zweite Grabenabschnitt 35b legt den Drift-Bereich 7 frei. Der zweite Grabenabschnitt 35b steht mit dem ersten Grabenabschnitt 35a in Verbindung und erstreckt sich von dem ersten Grabenabschnitt 35a in Richtung des unteren Teils des Drift-Bereichs 7 (Hochkonzentrationsbereich 9). Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet der zweite Grabenabschnitt 35b die Bodenwand der Gate-Grabenstruktur 23. Der zweite Grabenabschnitt 35b kann in einer vertikalen Form mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Öffnungsbreite ausgebildet sein. Der zweite Grabenabschnitt 35b kann eine sich verjüngende Form mit einer Öffnungsbreite haben, die zur Bodenwand hin schmaler wird.
  • Vorzugsweise übersteigt die Tiefe des zweiten Grabenabschnitts 35b, bezogen auf den ersten Grabenabschnitt 35a, die erste Tiefe D1 der Gate-Grabenstruktur 23. Der zweite Grabenabschnitt 35b hat eine zweite Grabenbreite WT2, die kleiner ist als die erste Grabenbreite WT1 (WT2 < WT1) in Bezug auf die zweite Richtung Y. Die zweite Grabenbreite WT2 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,5 um und weniger als 3 um betragen.
  • Der Gate-Isolierfilm 36 ist filmförmig an der Innenwand des Source-Grabens 35 ausgebildet und definiert einen vertieften Raum im Source-Graben 35. Genauer gesagt, hat der Isolierfilm 36 einen Fensterabschnitt 36a, der den ersten Grabenabschnitt 35a freilegt und einen vertieften Raum im zweiten Grabenabschnitt 35b definiert.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Source-Isolierfilm 36 den ersten Abschnitt 38 und den zweiten Abschnitt 39 auf, nicht aber den dritten Abschnitt 40. Der erste Abschnitt 38 bedeckt die Seitenwand des Source-Grabens 35 (zweiter Grabenabschnitt 35b) und definiert den Fensterabschnitt 36a auf der Seite des Öffnungsabschnitts (Seite des ersten Grabenabschnitts 35a) des Source-Grabens 35. Der zweite Abschnitt 39 bedeckt die Bodenwand des Source-Grabens 35 (zweiter Grabenabschnitt 35b).
  • Die Dicke des ersten Abschnitts 38 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 250 nm betragen. Der zweite Abschnitt 39 kann eine Dicke aufweisen, die die Dicke des ersten Abschnitts 38 übersteigt. Die Dicke des zweiten Abschnitts 39 kann vorzugsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 500 nm betragen. Natürlich kann der Source-Isolierfilms 36 auch eine einheitliche Dicke haben.
  • Die Source-Elektrode 37 ist in den Source-Graben 35 eingebettet, wobei der Source-Isolierfilm 36 zwischen der Source-Elektrode 37 und dem Source-Graben 35 liegt. Genauer gesagt, ist die Source-Elektrode 37 in den ersten Grabenabschnitt 35a und in den zweiten Grabenabschnitt 35b eingebettet, wobei sich zwischen der Source-Elektrode 37 und den ersten und zweiten Grabenabschnitten 35a und 35b der Source-Isolierfilm 36 befindet, und die Source-Elektrode 37 weist einen Kontaktabschnitt 37a auf, der in Kontakt mit dem ersten Grabenabschnitt 35a steht, der von dem Fensterabschnitt 36a freigelegt ist.
  • Der Kontaktabschnitt 37a ist elektrisch mit dem Body-Bereich 21 und mit dem Source-Bereich 22 im Fensterabschnitt 36a verbunden. Mit anderen Worten, der Kontaktabschnitt 37a ermöglicht es, dass der Body-Bereich 21 und der Source-Bereich 22 innerhalb des Source-Grabens 35 „Source“ geerdet werden. Die Source-Elektrode 37 hat eine Elektrodenoberfläche, die von dem Source-Graben 35 freiliegt. Die Elektrodenoberfläche der Source-Elektrode 37 hat eine gekrümmte Form mit einer Vertiefung in Richtung der Bodenwand des Source-Grabens 35.
  • Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 ist elektrisch mit dem Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 verbunden, die aus dem ersten Grabenabschnitt 35a in jedem der Segmentabschnitte 34 (erster Segmentabschnitt 34A) herausragt. Daher ist jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 innerhalb des SiC-Chips 2 „Source“ geerdet. Jeder der Body-Verbindungsbereiche 51 kann einen Teil des zweiten Grabenabschnitts 35b abdecken und der Source-Elektrode 37 zugewandt sein, wobei sich ein Teil des Source-Isolierfilms 36 zwischen dem Body-Verbindungsbereich 51 und der Source-Elektrode 37 befindet.
  • Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 ist elektrisch mit dem Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 verbunden, die aus dem ersten Grabenabschnitt 35a in jedem der Segmentabschnitte 34 (zweiter Segmentabschnitt 34B) herausragt. Daher ist jeder der Source-Verbindungsbereich 52 innerhalb des SiC-Chips 2 „Source“ geerdet. Jeder der Source-Verbindungsbereiche 52 kann einen Teil des zweiten Grabenabschnitts 35b abdecken und der Source-Elektrode 37 zugewandt sein, wobei sich ein Teil des Source-Isolierfilms 36 zwischen dem Body-Verbindungsbereich 52 und der Source-Elektrode 37 befindet.
  • Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 überdeckt den ersten Grabenabschnitt 35a und den zweiten Grabenabschnitt 35b jeder der Source-Grabenstrukturen 33. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist elektrisch mit dem Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 verbunden, die aus dem ersten Grabenabschnitt 35a herausragt. Daher ist jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 innerhalb des SiC-Chips 2 „Source“ geerdet. Jeder der Graben-Verbindungsbereiche 53 ist der Source-Elektrode 37 zugewandt, wobei ein Teil des Source-Isolierfilms 36 zwischen dem Graben-Verbindungsbereich 53 und der Source-Elektrode 37 auf der Seite des zweiten Grabenabschnitts 35b liegt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Wannenbereiche 54 über den Body-Bereich 21, den Source-Graben 22, den Body-Verbindungsbereich 51, den Source-Verbindungsbereich 52 und den Graben-Verbindungsbereich 53 elektrisch mit der Source-Elektrode 37 (Kontaktabschnitt 37a) verbunden.
  • Weitere Strukturen sind identisch mit denen des oben erwähnten SiC-Halbleiterbauelements 1, so dass auf eine Beschreibung dieser Strukturen verzichtet wird. Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 141 erzielt. Zusätzlich, bei dem Halbleiterbauelement 141, hat die Source-Elektrode 37 den Kontaktabschnitt 37a, der von der Seitenwand des Source-Grabens 35 in einem Bereich auf der Öffnungsseite des Source-Grabens 35 freiliegt.
  • Außerdem enthält das SiC-Halbleiterbauelement 141 den Body-Verbindungsbereich 51, der elektrisch mit dem Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 verbunden ist. Dadurch kann der Body-Verbindungsbereich 51 innerhalb des SiC-Chips 2 „Source“ geerdet werden. Außerdem weist das SiC-Halbleiterbauelement 141 den Source-Verbindungsbereich 52 auf, der elektrisch mit dem Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 verbunden ist. Dadurch kann der Source-Verbindungsbereich 52 innerhalb des SiC-Chips 2 „Source“ geerdet werden.
  • Wie beschrieben, ermöglicht bei dem SiC-Halbleiterbauelement 141 der Kontaktabschnitt 37a der Source-Elektrode 37 eine Source-Erdung eines zu erdenden Halbleiterbereichs innerhalb des SiC-Chips 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Body-Bereich 21, der Source-Bereich 22, der Body-Verbindungsbereich 51, der Source-Verbindungsbereich 52, der Graben-Verbindungsbereich 53 und der Wannenbereich 54 elektrisch mit der Source-Elektrode 37 innerhalb des SiC-Chips 2 verbunden. Mit der so gebildeten Struktur können die Ausrichtungsränder effektiv verringert werden und eine Ausrichtung der Struktur innerhalb des aktiven Bereichs 11 wird vereinfacht. Die Source-Grabenstruktur 33 des SiC-Halbleiterbauelements 141 ist auch auf die zweite bis fünfte bevorzugte Ausführungsform anwendbar.
  • 17 entspricht 6 und ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements 151 gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Bei dem SiC-Halbleiterbauelement 151 weist der Source-Isolierfilm 36 den ersten Abschnitt 38 und den zweiten Abschnitt 39 auf, aber nicht den dritten Abschnitt 40 (siehe 17). Der erste Abschnitt 38 des Source-Isolierfilms 36 bedeckt die Seitenwand des Source-Grabens 35 in einem Abstand von einem offenen Ende des Source-Grabens 35 zur Seite der Bodenwand hin, so dass der Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 von dem Öffnungsende des Source-Grabens 35 freigelegt ist. Ein Teil der Seitenwand der Source-Elektrode 37 ist von dem Source-Isolierfilm 36 am offenen Ende des Source-Grabens 35 freigelegt.
  • Der Source-Bereich 22 kann von der Seitenwand des Source-Grabens 35 am offenen Ende des Source-Grabens 35 freigelegt sein. Der Body-Verbindungsbereich 51 kann von der Seitenwand des Source-Grabens 35 am offenen Ende des Source-Grabens 35 freigelegt sein. Der Source-Verbindungsbereich 52 kann von der Seitenwand des Source-Grabens 35 am offenen Ende des Source-Grabens 35 freigelegt sein. Der Graben-Verbindungsbereich 53 kann von der Seitenwand des Source-Grabens 35 am offenen Ende des Source-Grabens 35 freigelegt sein.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform hat jede der ersten Source-Öffnungen 64 eine Öffnungsbreite Wop, die größer ist als die zweite Breite W2 der Source-Grabenstruktur 33 (W2 < Wop). Die Öffnungsbreite Wop ist die Breite der ersten Source-Öffnung 64 entlang der zweiten Richtung Y. Vorzugsweise legt jede der ersten Source-Öffnungen 64 zumindest den Source-Bereich 22, die Source-Elektrode 37 und den Graben-Verbindungsbereich 53 frei. Jede der ersten Source-Öffnungen 64 kann den Body-Verbindungsbereich 51 und den Source-Verbindungsbereich 52 freilegen.
  • Jede der zweiten Source-Öffnungen 65 kann eine Öffnungsweite Wop aufweisen, die die zweite Breite W2 der Source-Grabenstruktur 33 in gleicher Weise wie die erste Source-Öffnung 64 überschreitet. Jede der dritten Source-Öffnungen 66 kann eine Öffnungsweite Wop aufweisen, die die zweite Breite W2 der Source-Grabenstruktur 33 in gleicher Weise wie die erste Source-Öffnung 64 überschreitet.
  • Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 tritt von oberhalb des Zwischenschichtisolierfilms 60 in die mehreren ersten Source-Öffnungen 64, die mehreren zweiten Source-Öffnungen 65 und die mehreren dritten Source-Öffnungen 66 ein und ist elektrisch mit den mehreren Source-Bereichen 22, den mehreren Source-Elektroden 37, den mehreren Body-Verbindungsbereichen 51, den mehreren Source-Verbindungsbereichen 52 und den mehreren Graben-Verbindungsbereichen 53 verbunden. Die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 (insbesondere der erste Elektrodenfilm 74) bedeckt einen Teil der Seitenwand der Source-Elektrode 37 in jedem der Source-Gräben 35.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 151 erzielt. Eine Konfiguration, bei der die erste Source-Öffnung 64, die zweite Source-Öffnung 65 und die dritte Source-Öffnung 66 jeweils eine Öffnungsbreite Wop aufweisen, die größer ist als die zweite Breite W2 der Source-Grabenstruktur 33, ist neben der ersten bevorzugten Ausführungsform auch auf die zweite bis sechste bevorzugte Ausführungsform anwendbar. Bei dem SiC-Halbleiterbauelement 131 der fünften bevorzugten Ausführungsform kann die lineare Source-Öffnung 132 beispielsweise eine Öffnungsbreite Wop aufweisen, die größer ist als die zweite Breite W2 der Graben-Source-Struktur 33.
  • 18 entspricht 6 und ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines SiC-Halbleiterbauelements gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Gleiche Bezugszeichen werden im Folgenden für Strukturen verwendet, die denen in Bezug auf das SiC-Halbleiterbauelement 1 entsprechen, und eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Wie in 18 dargestellt, enthält das SiC-Halbleiterbauelement 161 die Gate-Elektrode 27, die ein p-artiges Polysilizium enthält, das mit einer p-artigen Verunreinigung dotiert ist. Die Gate-Elektrode 27 ist aus p-artigen Polysilizium. Die p-artige Verunreinigungskonzentration des p-artigen Polysiliziums der Gate-Elektrode 27 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0 × 1018 cm-3 und nicht mehr als 1,0 × 1022 cm-3 betragen. Der Schichtwiderstand der Gate-Elektrode 27 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 Ω/□ und nicht mehr als 500 Ω/□ betragen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 161 hat die Source-Elektrode 37, die das gleiche leitende Material wie die Gate-Elektrode 27 aufweist. Mit anderen Worten, die Source-Elektrode 37 enthält p-artiges Polysilizium, das mit einer p-artigen Verunreinigung dotiert ist. Genauer gesagt, die Source-Elektrode 37 ist aus p-artigen Polysilizium. Die p-artige Verunreinigungskonzentration des p-artigen Polysiliziums der Source-Elektrode 37 kann vorzugsweise nicht weniger als 1,0 × 1018 cm-3 und nicht mehr als 1,0 × 1022 cm-3 betragen. Der Schichtwiderstand der Source-Elektrode 37 kann vorzugsweise nicht weniger als 10 Ω/□ und nicht mehr als 500 Ω/□ betragen.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 161 hat eine erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand (erste niederohmige Schicht), die die Gate-Elektrode 27 bedeckt. Die erste Schicht mit niedrigem Widerstand 162 bedeckt die Gate-Elektrode 27 im Gate-Graben 25. Mit anderen Worten, die erste Schicht mit niedrigem Widerstand 162 ist Teil der Gate-Grabenstruktur 23. Die erste Schicht mit niedrigem Widerstand 162 steht in Kontakt mit den Gate-Isolierfilm 26 im Gate-Graben 25. Vorzugsweise ist die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand in Kontakt mit einem Eckabschnitt des Gate-Isolierfilms 26 (d.h. dem dritten Abschnitt 30).
  • Die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand enthält ein leitfähiges Material, dessen Flächenwiderstand geringer ist als der Flächenwiderstand der Gate-Elektrode 27. Der Schichtwiderstand der ersten Schicht mit niedrigem Widerstand 162 kann vorzugsweise nicht weniger als 0,01 Ω/□ und nicht mehr als 10 Ω/□ betragen. Vorzugsweise hat die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand einen spezifischen Widerstand von mindestens 10 µΩ·cm und höchstens 110 µΩ·cm. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand eine Polycidschicht (insbesondere einer p-artige Polycidschicht), bei der ein Oberflächenschichtabschnitt der Gate-Elektrode 27 mit einem Metall siliciert ist. Mit anderen Worten, die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand ist integral (einstückig) mit der Gate-Elektrode 27 im Oberflächenschichtabschnitt der Gate-Elektrode 27 ausgebildet und bildet eine Elektrodenoberfläche der Gate-Elektrode 27.
  • Die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand kann mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: TiSi, TiSi2, NiSi, CoSi, CoSi2, MoSi2 und/oder WSi2. Vorzugsweise weist die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand mindestens NiSi, CoSi2 und/oder TiSi2 auf. Besonders bevorzugt ist die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand aus CoSi2.
  • Das SiC-Halbleiterbauelement 161 weist eine zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand (zweite niederohmige Schicht) auf, die die Source-Elektrode 37 bedeckt. Die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand bedeckt die Source-Elektrode 37 im Source-Graben 35. Mit anderen Worten, die zweite Schicht mit niedrigem Widerstand 163 ist Teil der Source-Grabenstruktur 33. Die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand steht in Kontakt mit dem Source-Isolierfilm 36 im Source-Graben 35. Vorzugsweise ist die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand in Kontakt mit einem Eckabschnitt des Source-Isolierfilms 36 (d. h. dem dritten Abschnitt 40).
  • Die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand enthält ein leitfähiges Material, dessen Flächenwiderstand geringer ist als der Flächenwiderstand der Source-Elektrode 37. Der Schichtwiderstand der zweiten Schicht 163 mit niedrigem Widerstand kann vorzugsweise nicht weniger als 0,01 Ω/□ und nicht mehr als 10 Ω/□ betragen. Vorzugsweise hat die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand einen spezifischen Widerstand von mindestens 10 µΩ·cm und höchstens 110 µΩ·cm. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand eine Polycidschicht (insbesondere einer p-artige Polycidschicht), bei der ein Oberflächenschichtabschnitt der Source-Elektrode 37 mit einem Metall siliciert ist. Mit anderen Worten, die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand ist integral (einstückig) mit der Source-Elektrode 37 im Oberflächenschichtteil der Source-Elektrode 37 ausgebildet und bildet eine Elektrodenoberfläche der Source-Elektrode 37.
  • Die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand kann mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: TiSi, TiSi2, NiSi, CoSi, CoSi2, MoSi2 und/oder WSi2. Vorzugsweise weist die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand mindestens NiSi, CoSi2 und/oder TiSi2 auf. Besonders bevorzugt ist die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand aus CoSi2. Vorzugsweise ist die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand aus demselben Material wie die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand.
  • Wie oben beschrieben, wird derselbe Effekt wie bei dem SiC-Halbleiterbauelement 1 auch von dem SiC-Halbleiterbauelement 161 erzielt. Zudem weist das SiC-Halbleiterbauelement 161 die Gate-Elektrode 27 auf, die p-artiges Polysilizium enthält, und die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand, die die Gate-Elektrode 27 bedeckt.
  • Durch die Gate-Elektrode 27, die p-artiges Polysilizium enthält, erhöht sich der Schichtwiderstand im Gate-Graben 25 im Vergleich zu n-artigem Polysilizium, und andererseits ist es möglich, die Gate-Schwellenspannung Vth um etwa 1 V zu erhöhen. Durch die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand kann der parasitäre Widerstand im Gate-Graben 25 verringert und gleichzeitig ein Absinken der Gate-Schwellenspannung Vth verhindert werden. Daher ist es mit dem SiC-Halbleiterbauelement 161 möglich, den parasitären Widerstand im Gate-Graben 25 zu verringern und gleichzeitig die Gate-Schwellenspannung Vth zu erhöhen.
  • Die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand und die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand gemäß dem SiC-Halbleiterbauelement 161 sind neben der ersten bevorzugten Ausführungsform auch auf die zweite bis siebte bevorzugte Ausführungsform anwendbar. Wenn die erste Schicht 162 mit niedrigem Widerstand und die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand gemäß der sechsten bevorzugten Ausführungsform auf das SiC-Halbleiterbauelement 141 aufgebracht werden, bildet die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand zusammen mit der Source-Elektrode 37 den Kontaktabschnitt 37a in Kontakt mit dem ersten Grabenabschnitt 35a. Mit anderen Worten, die zweite Schicht 163 mit niedrigem Widerstand ermöglicht es, dass der Body-Bereich 21 und der Source-Bereich 22 innerhalb des Source-Grabens 35 „Source“ geerdet sind.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch durch andere Ausführungsformen als die hier gezeigten realisiert werden. Obwohl bei jeder der bevorzugten Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die erste Richtung X die m-Achsenrichtung des SiC-Einkristalls und die zweite Richtung Y die a-Achsenrichtung des SiC-Einkristalls ist, kann die erste Richtung X auch die a-Achsenrichtung des SiC-Einkristalls und die zweite Richtung Y die m-Achsenrichtung des SiC-Einkristalls sein. Mit anderen Worten, die erste Seitenfläche 5A und die zweite Seitenfläche 5B (zwei kurze Seiten des SiC-Chips 2) können von der m-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet werden, und die dritte Seitenfläche 5C und die vierte Seitenfläche 5D (zwei lange Seiten des SiC-Chips 2) können von der a-Ebene des SiC-Einkristalls gebildet werden. In diesem Fall kann die Off-Richtung die Richtung der a-Achse des SiC-Einkristalls sein. Eine spezielle Anordnung für diesen Fall kann realisiert werden, indem die Richtung der m-Achse gemäß der ersten Richtung X durch die Richtung der a-Achse und die Richtung der a-Achse gemäß der zweiten Richtung Y durch die Richtung der m-Achse in der obigen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersetzt wird.
  • Bei jeder der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen kann die Gate-Pad-Elektrode, die als Anschlusselektrode dient, auf der Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 und die Source-Pad-Elektrode, die als Anschlusselektrode dient, auf der Source-Hauptoberflächenelektrode 73 ausgebildet sein. In diesem Fall enthält die Gate-Pad-Elektrode vorzugsweise einen Ni-Beschichtungsfilm, der die Gate-Hauptoberflächenelektrode 71 bedeckt. Die Gate-Pad-Elektrode kann einen Pd-Beschichtungsfilm und einen Au-Beschichtungsfilm enthalten, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Ni-Beschichtungsfilms aus geschichtet werden. Darüber hinaus enthält die Source-Pad-Elektrode vorzugsweise einen Ni-Beschichtungsfilm, der die Source-Hauptoberflächenelektrode 73 bedeckt. Die Source-Pad-Elektrode kann einen Pd-Beschichtungsfilm und einen Au-Beschichtungsfilm enthalten, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Ni-Beschichtungsfilms aus geschichtet sind.
  • Bei jeder der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen kann anstelle des SiC-Chips 2 ein Si-Chip verwendet werden, der aus einem Si-Einkristall besteht. Mit anderen Worten, ein Si-Halbleiterbauelement kann anstelle der SiC-Halbleiterbauelemente 1, 101, 111, 121, 131, 141, 151 und 161 gemäß jeder der bevorzugten Ausführungsformen verwendet werden.
  • Obwohl bei jeder der bevorzugten Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem der erste Leitfähigkeitstyp ein n-artiger und der zweite Leitfähigkeitstyp ein p-artiger ist, kann der erste Leitfähigkeitstyp ein p-artiger und der zweite Leitfähigkeitstyp ein n-artiger sein. Eine spezielle Anordnung dieses Falles kann realisiert werden durch Ersetzen der n-artigen Bereiche durch p-artige Bereiche und durch Ersetzen p-artiger Bereiche durch n-artige Bereiche in der obigen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
  • Bei jeder der bevorzugten Ausführungsformen kann ein p-artiger Kollektorbereich anstelle des n-artigen Drain-Bereichs 6 verwendet werden. Entsprechend dieser Struktur ist es möglich, einen IGBT (engl.: Insulated Gate Bipolar Transistor) anstelle des MISFETs einzusetzen. Eine spezielle Anordnung für diesen Fall kann realisiert werden, indem in der obigen Beschreibung „Source“ des MISFET durch „Emitter“ des IGBT und „Drain“ des MISFET durch „Kollektor“ des IGBT ersetzt wird.
  • Nachfolgend werden Beispiele von Merkmalen aus dieser Beschreibung und aus den Zeichnungen gezeigt. Die unten genannten [A1] bis [A20] und [B1] bis [B20] stellen Halbleiterbauelemente dar, von denen jedes zur Miniaturisierung beitragen kann.
  • [A1] Halbleiterbauelement, aufweisend: einen Halbleiterchip (2) mit einer Hauptoberfläche (3), einen Drift-Bereich (7) eines ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche (3) ausgebildet ist, einen Body-Bereich (21) eines zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs (7) ausgebildet ist, einen Source-Bereich (22) des ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21)ausgebildet ist, mehrere (eine Vielzahl von) Source-Grabenstrukturen (33), die an der Hauptoberfläche (3) so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich (22) und den Body-Bereich (21) schneiden und so bis zu dem Drift-Bereich (7) reichen, und die mit Abständen dazwischen in einer ersten Richtung (X) angeordnet sind, einen Body-Verbindungsbereich (51) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei der Source-Grabenstrukturen (33) gebildet ist, die in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) benachbart sind, um elektrisch mit dem Body-Bereich (21) verbunden zu sein, und einen Source-Verbindungsbereich (52) des ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Source-Grabenstrukturen (33) in einem Bereich, der sich von dem Body-Verbindungsbereich (51) in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) unterscheidet, gebildet ist, um elektrisch mit dem Source-Bereich (22) verbunden zu sein.
  • [A2] Halbleiterbauelement nach A1, wobei der Source-Verbindungsbereich (52) dem Body-Verbindungsbereich (51) in einer ersten Richtung (X) zugewandt ist und die Source-Grabenstrukturen (33) zwischen dem Source-Verbindungsbereich (52) und dem Body-Verbindungsbereich (51) liegt.
  • [A3] Halbleiterbauelement nach A1 oder A2, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) jeweils in einer sich in der ersten Richtung (X) erstreckenden Gürtelform ausgebildet sind.
  • [A4] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A3, wobei der Body-Verbindungsbereich (51) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die eine Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs (21) übersteigt.
  • [A5] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A4, wobei der Source-Bereich (22) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die eine Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs (7) übersteigt, und der Source-Verbindungsbereich (52) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die die Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs (7) übersteigt.
  • [A6] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A5, wobei der Source-Verbindungsbereich (52) durch Verwendung eines Teils des Source-Bereichs (22) gebildet wird.
  • [A7] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A6, wobei eine Vielzahl der Body-Verbindungsbereiche (51) und eine Vielzahl der Source-Verbindungsbereiche (52) ausgebildet sind.
  • [A8] Halbleiterbauelement nach A7, wobei mehrere der Source-Verbindungsbereiche (52) abwechselnd mit mehreren der Body-Verbindungsbereiche (51) entlang der ersten Richtung (X) ausgebildet sind.
  • [A9] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A8, ferner aufweisen: mehrere Gate-Grabenstrukturen (23), die an der Hauptoberfläche (3) so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich (22) und den Body-Bereich (21) schneiden (kreuzen) und bis zu dem Drift-Bereich (7) reichen, von denen sich jede in der ersten Richtung (X) erstreckt, und die an der Hauptoberfläche (3) mit Abständen dazwischen in einer zweiten Richtung (Y), die die erste Richtung (X) schneidet, angeordnet sind, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung (X) zwischen zwei der Gate-Grabenstrukturen (23), die benachbart sind, angeordnet sind.
  • [A10] Halbleiterbauelement nach A9, wobei der Body-Verbindungsbereich (51) in einem Abstand von mehreren der Gate-Grabenstrukturen (23) ausgebildet ist.
  • [A11] Halbleiterbauelement nach A9 oder A10, wobei jede der Source-Grabenstrukturen (33) tiefer als jede der Gate-Grabenstrukturen (23) ausgebildet ist.
  • [A12] Halbleiterbauelement nach einem von A9 bis A11, wobei mehrere der Gate-Grabenstrukturen (23) mehrere Mesa-Abschnitte (24) unterteilt, von denen sich jeder in der ersten Richtung (X) an der Hauptoberfläche (3) erstreckt, mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) mehrere Segmentabschnitte (34) aufteilt, die aus einem Teil des Mesa-Abschnitts (24) in dem Mesa-Abschnitt (24) gebildet sind, der Body-Verbindungsbereich (51) in dem Segmentabschnitt (34) ausgebildet ist, und der Source-Verbindungsbereich (52) in dem Segmentabschnitt (34) ausgebildet ist, der sich von dem Segmentabschnitt (34) unterscheidet, in dem der Body-Verbindungsbereich (51) ausgebildet ist.
  • [A13] Halbleiterbauelement nach A12, wobei mehrere der Segmentabschnitte (34) mehrere erste Segmentabschnitte (34A) und mehrere zweite Segmentabschnitten (34B) aufweist, die abwechselnd entlang der ersten Richtung (X) angeordnet sind, mehrere der Body-Verbindungsbereiche (51) in mehreren der ersten Segmentabschnitte (34A) ausgebildet ist und mehrere der Source-Verbindungsbereiche (52) in mehreren der zweiten Segmentabschnitte (34B) ausgebildet ist.
  • [A14] Halbleiterbauelement nach einem von A9 bis A13, wobei mehrere der Gate-Grabenstrukturen (23) mit ersten Abständen (P1) dazwischen in der zweiten Richtung (Y) angeordnet ist, und mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) mit zweiten Abständen (P2) dazwischen in der ersten Richtung (X) angeordnet ist, von denen jeder kleiner als der erste Abstand (P1) ist.
  • [A15] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A14, ferner aufweisend: einen Graben-Verbindungsbereich (53) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der von dem Body-Verbindungsbereich (51) zu einem Bereich entlang einer Wandoberfläche von mindestens einer der Source-Grabenstrukturen (33) in dem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs (7) herausgeführt ist.
  • [A16] Halbleiterbauelement nach A15, wobei der Graben-Verbindungsbereich (53) eine Seitenwand und eine Bodenwand der Source-Grabenstruktur (33) bedeckt.
  • [A17] Halbleiterbauelement nach A15 oder A16, wobei der Graben-Verbindungsbereich (53) die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur (33) teilweise bedeckt, so dass ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur (33) freiliegt.
  • [A18] Halbleiterbauelement nach einem von A15 bis A17, ferner aufweisend: einen Wannenbereich (54) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich entlang der Wandoberfläche von mindestens einer der Source-Grabenstrukturen (33) ausgebildet ist, um den Graben-Verbindungsbereich (53) im Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs (7) zu bedecken, und der eine geringere Verunreinigungskonzentration als der Body-Verbindungsbereich (51) aufweist.
  • [A19] Halbleiterbauelement nach A18, wobei der Wannenbereich (54) einen Teil aufweist, der die Source-Grabenstruktur (33) mit dem Graben-Verbindungsbereich (53) zwischen dem Teil des Wannenbereichs (54) und der Source-Grabenstruktur (33) bedeckt, und einen Teil, der die Source-Grabenstruktur (33) direkt bedeckt.
  • [A20] Halbleiterbauelement nach einem von A1 bis A19, ferner aufweisend: eine Source-Hauptoberflächenelektrode (73), die auf der Hauptoberfläche (3) ausgebildet ist und die elektrisch mit der Source-Grabenstruktur (33), dem Body-Verbindungsbereich (51) und dem Source-Verbindungsbereich (52) auf einer Linie verbunden ist, die die Source-Grabenstruktur (33), den Body-Verbindungsbereich (51) und den Source-Verbindungsbereich (52) miteinander verbindet.
  • [B1] SiC-Halbleiterbauelement mit einem SiC-Chip (2), aufweisend: eine Hauptoberfläche (3), einen Drift-Bereich (7) eines ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche (3) ausgebildet ist, einen Body-Bereich (21) eines zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs (7) ausgebildet ist, einen Source-Bereich (22) des ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) ausgebildet ist, mehrere Gate-Grabenstrukturen (23), von denen sich jede in einer ersten Richtung (X) entlang der Hauptoberfläche (3) erstreckt, die mit Abständen dazwischen in einer zweiten Richtung (Y), die die erste Richtung (X) schneidet, angeordnet sind und die an der Hauptoberfläche (3) so ausgebildet sind, dass sie durch den Source-Bereich (22) und den Body-Bereich (21) hindurchgehen, eine Graben-Source-Struktur (33), die an der Hauptoberfläche (3) so ausgebildet ist, dass sie den Source-Bereich (22) und den Body-Bereich (21) zwischen zwei der Gate-Grabenstrukturen (23), die benachbart sind, durchdringt und die einen Endabschnitt auf einer Seite in der ersten Richtung (X) und einen anderen Endabschnitt auf einer anderen Seite in der ersten Richtung (X) aufweist, einen Body-Verbindungsbereich (51) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich auf einer Seite des Endabschnitts der Source-Grabenstruktur (33) in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) ausgebildet ist, um elektrisch mit dem Body-Bereich (21) verbunden zu sein, und einen Source-Verbindungsbereich (52) des ersten (n-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich auf einer anderen Seite des Endabschnitts der Source-Grabenstruktur (33) in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) ausgebildet ist, um elektrisch mit dem Source-Bereich (22) verbunden zu sein.
  • [B2] SiC-Halbleiterbauelement nach B1, wobei der Source-Verbindungsbereich (52) dem Body-Verbindungsbereich (51) in einer ersten Richtung (X) zugewandt ist und die Source-Grabenstrukturen (33) zwischen dem Source-Verbindungsbereich (52) und dem Body-Verbindungsbereich (51) liegt.
  • [B3] SiC-Halbleiterbauelement nach B1 oder B2, wobei der Body-Verbindungsbereich (51) in einem Abstand von mehreren der Gate-Grabenstrukturen ausgebildet ist.
  • [B4] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B3, wobei der Body-Verbindungsbereich (51) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die eine Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs (21) übersteigt.
  • [B5] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B4, wobei der Source-Bereich (22) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die eine Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs (7) übersteigt, und der Source-Verbindungsbereich (52) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die die Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs (7) übersteigt.
  • [B6] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B5, wobei der Source-Verbindungsbereich (52) durch Verwendung eines Teils des Source-Bereichs (22) gebildet wird.
  • [B7] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B6, wobei die Source-Grabenstruktur (33) in einer Gürtelform ausgebildet ist, die sich in der ersten Richtung (X) erstreckt.
  • [B8] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B7, wobei die Source-Grabenstruktur (33) tiefer als die Gate-Grabenstruktur (23) ausgebildet ist.
  • [B9] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B8, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung (X) zwischen mehreren der Gate-Grabenstrukturen (23) angeordnet sind, der Body-Verbindungsbereich (51) in einem Bereich ausgebildet ist, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen (33) aufgeteilt ist, die in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) benachbart sind, und der Source-Verbindungsbereich (52) in einem Bereich ausgebildet ist, der durch zwei der Source-Grabenstrukturen (33) aufgeteilt ist, die in einem Bereich benachbart sind, der sich von dem Body-Verbindungsbereich (51) in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs (21) unterscheidet.
  • [B10] SiC-Halbleiterbauelement nach B9, wobei mehrere der Gate-Grabenstrukturen (23) mit ersten Abständen (P1) dazwischen in der zweiten Richtung (Y) angeordnet sind, und mehrere der Source-Grabenstrukturen (33) mit zweiten Abständen (P2), von denen jeder gleich oder kleiner als der erste Abstand (P1) ist, dazwischen in der ersten Richtung (X) angeordnet sind.
  • [B11] SiC-Halbleiterbauelement nach B10, wobei der zweite Abstand (P2) kleiner ist als eine Länge (L) in der ersten Richtung (X) jeder der Source-Grabenstrukturen (33).
  • [B12] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B11, ferner aufweisend: einen Graben-Verbindungsbereich (53) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich entlang einer Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur (33) in dem Drift-Bereich (7) ausgebildet ist, um mit dem Body-Verbindungsbereich (51) in dem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche (3) elektrisch verbunden zu sein.
  • [B13] SiC-Halbleiterbauelement nach B12, wobei der Graben-Verbindungsbereich (53) eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die die Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs (21) übersteigt.
  • [B14] SiC-Halbleiterbauelement nach B12 oder B13, wobei der Graben-Verbindungsbereich (53) eine Seitenwand und eine Bodenwand der Source-Grabenstruktur (33) bedeckt.
  • [B15] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B12 bis B14, wobei der Graben-Verbindungsbereich (53) die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur (33) teilweise bedeckt, so dass ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur (33) freiliegt.
  • [B16] SiC-Halbleiterbauelement gemäß einem von B12 bis B15, ferner aufweisend: einen Wannenbereich (54) des zweiten (p-artigen) Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich entlang der Wandoberfläche der Source-Grabenstrukturen (33) ausgebildet ist, um den Graben-Verbindungsbereich (53) im Drift-Bereich (7) zu bedecken, und der eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die geringer ist als eine Verunreinigungskonzentration des Graben-Verbindungsbereichs (53).
  • [B17] SiC-Halbleiterbauelement nach B16, wobei der Wannenbereich (54) einen Teil aufweist, der die Source-Grabenstruktur (33) mit dem Graben-Verbindungsbereich (53) zwischen dem Teil des Wannenbereichs (54) und der Source-Grabenstruktur (33) bedeckt, und einen Teil, der die Source-Grabenstruktur (33) direkt bedeckt.
  • [B18] SiC-Halbleiterbauelement nach einem von B1 bis B17, ferner aufweisend: eine Source-Hauptoberflächenelektrode (73), die auf der Hauptoberfläche (3) ausgebildet ist und die elektrisch mit der Source-Grabenstruktur (33), dem Body-Verbindungsbereich (51) und dem Source-Verbindungsbereich (52) auf einer Linie verbunden ist, die die Source-Grabenstruktur (33), den Body-Verbindungsbereich (51) und den Source-Verbindungsbereich (52) miteinander verbindet.
  • [B19] SiC-Halbleiterbauelement nach B18, ferner aufweisend: einen Zwischenschichtisolierfilm(60), der eine oder mehrere Öffnungen (64, 65, 66, 132) aufweist, die die Source-Grabenstruktur (33), den Body-Verbindungsbereich (51) und den Source-Verbindungsbereich (52) freilegen, und der die Hauptoberfläche (3) bedeckt, wobei die Source-Hauptoberflächenelektrode (73) auf dem Zwischenschichtisolierfilm (60) ausgebildet ist und mit der Source-Grabenstruktur (33), dem Body-Verbindungsbereich (51) und dem Source-Verbindungsbereich (52) in der einen oder den mehreren Öffnungen (64, 65, 66, 132) elektrisch verbunden ist.
  • Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, handelt es sich hierbei lediglich um spezifische Beispiele, die zur Verdeutlichung des technischen Gehalts der vorliegenden Erfindung dienen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    2
    SiC-Chip (Halbleiterchip)
    3
    erste Hauptoberfläche
    7
    Drift-Bereich
    21
    Body-Bereich
    22
    Source-Bereich
    23
    Gate-Grabenstruktur
    24
    Mesa-Abschnitt
    33
    Source-Grabenstruktur
    34
    Segmentabschnitt
    34A
    erster Segmentabschnitt
    34B
    zweiter Segmentabschnitt
    51
    Body-Verbindungsbereich
    52
    Source-Verbindungsbereich
    53
    Graben-Verbindungsbereich
    54
    Wannenbereich (engl. well region)
    73
    Source-Hauptoberflächenelektrode
    101
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    111
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    121
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    131
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    141
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    151
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    161
    SiC-Halbleiterbauelement (Halbleiterbauelement)
    P1
    erste Abstand
    P2
    zweiter Abstand
    X
    erste Richtung
    Y
    zweite Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2020110900 [0001]
    • US 20170040423 [0004]

Claims (20)

  1. Halbleiterbauelement, aufweisend: einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche; einen Drift-Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der an einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist; einen Body-Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der an einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs ausgebildet ist; einen Source-Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der an einem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs ausgebildet ist; mehrere Source-Grabenstrukturen, die mit Abständen dazwischen an der Hauptoberfläche so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich und den Body-Bereich schneiden und so bis zu dem Drift-Bereich reichen; einen Body-Verbindungsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs benachbarten Source-Grabenstrukturen so ausgebildet ist, dass er mit dem Body-Bereich elektrisch verbunden ist; und einen Source-Verbindungsbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Source-Grabenstrukturen in einem Bereich, der sich von dem Body-Verbindungsbereich in dem Oberflächenschichtabschnitt des Body-Bereichs unterscheidet, so ausgebildet ist, dass er elektrisch mit dem Source-Bereich verbunden ist.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der Source-Verbindungsbereich dem Body-Verbindungsbereich in einer ersten Richtung zugewandt ist und die Source-Grabenstrukturen zwischen dem Source-Verbindungsbereich und dem Body-Verbindungsbereich liegt.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen jeweils in einer sich in der ersten Richtung erstreckenden Gürtelform ausgebildet sind.
  4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Body-Verbindungsbereich eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die die Verunreinigungskonzentration des Body-Bereichs übersteigt.
  5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Source-Bereich eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die eine Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs übersteigt, und wobei der Source-Verbindungsbereich eine Verunreinigungskonzentration aufweist, die die Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs übersteigt.
  6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Source-Verbindungsbereich unter Verwendung eines Teils des Source-Bereichs gebildet wird.
  7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mehrere Body-Verbindungsbereiche ausgebildet sind, und wobei mehrere Source-Verbindungsbereiche ausgebildet sind.
  8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei mehrere der Source-Verbindungsbereiche abwechselnd mit mehreren der Body-Verbindungsbereiche entlang der ersten Richtung ausgebildet sind.
  9. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: mehrere Gate-Grabenstrukturen, die an der Hauptoberfläche so ausgebildet sind, dass sie den Source-Bereich und das Body-Bereich schneiden und bis zu dem Drift-Bereich reichen, wobei sich die Gate-Grabenstrukturen jeweils in der ersten Richtung erstrecken und an der Hauptoberfläche mit Abständen dazwischen in einer die erste Richtung schneidenden zweiten Richtung angeordnet sind, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen mit Abständen dazwischen in der ersten Richtung zwischen zwei benachbarten Gate-Grabenstrukturen angeordnet sind.
  10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, wobei der Body-Verbindungsbereich in einem Abstand von mehreren der Gate-Grabenstrukturen ausgebildet ist.
  11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9 oder 10, wobei jede der Source-Grabenstrukturen tiefer als jede der Gate-Grabenstrukturen ausgebildet ist.
  12. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei mehrere der Gate-Grabenstrukturen mehrere Mesa-Abschnitte aufteilen, von denen sich jeder entlang der ersten Richtung an der Hauptoberfläche erstreckt, wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen mehrere Segmentabschnitte aufteilen, die aus einem Teil des Mesa-Abschnitts in dem Mesa-Abschnitt gebildet sind, wobei der Body-Verbindungsbereich in einem Segmentabschnitt ausgebildet ist, und wobei der Source-Verbindungsbereich in einem Segmentabschnitt ausgebildet ist, der sich von dem Segmentabschnitt, in dem der Body-Verbindungsbereich ausgebildet ist, unterscheidet.
  13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei mehrere der Segmentabschnitte mehrere erste Segmentabschnitte und mehrere zweite Segmentabschnitte aufweisen, die abwechselnd entlang der ersten Richtung angeordnet sind, wobei mehrere der Body-Verbindungsbereiche in mehreren der ersten Segmentabschnitten ausgebildet sind, und wobei mehrere der Source-Verbindungsbereiche in mehreren der zweiten Segmentabschnitte ausgebildet sind.
  14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei mehrere der Gate-Grabenstrukturen mit ersten Abständen dazwischen in der zweiten Richtung angeordnet sind, und wobei mehrere der Source-Grabenstrukturen mit zweiten Abständen dazwischen angeordnet sind, von denen jeder kleiner ist als der erste Abstand dazwischen in der ersten Richtung.
  15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend: einen Graben-Verbindungsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der von dem Body-Verbindungsbereich zu einem Bereich entlang einer Wandoberfläche von mindestens einer der Source-Grabenstrukturen in dem Oberflächenschichtteil des Drift-Bereichs herausgeführt ist.
  16. Halbleiterbauelement nach Anspruch 15, wobei der Graben-Verbindungsbereich eine Seitenwand und eine Bodenwand der Source-Grabenstruktur bedeckt.
  17. Halbleiterbauelement nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei der Graben-Verbindungsbereich die Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur nur teilweise bedeckt, so dass ein Teil der Wandoberfläche der Source-Grabenstruktur freiliegt.
  18. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner aufweisend: einen Wannenbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Bereich entlang der Wandoberfläche mindestens einer der Source-Grabenstrukturen ausgebildet ist, um den Graben-Verbindungsbereich im Oberflächenschichtteil des Drift-Bereichs zu bedecken, und der eine geringere Verunreinigungskonzentration aufweist als der Body-Verbindungsbereich.
  19. Halbleiterbauelement nach Anspruch 18, wobei der Wannenbereich einen Teil aufweist, der die Source-Grabenstruktur bedeckt, wobei der Graben-Verbindungsbereich zwischen dem Teil des Wannenbereichs und der Source-Grabenstruktur liegt, und wobei der Wannenbereich einen Teil aufweist, der die Source-Grabenstruktur direkt bedeckt.
  20. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, ferner aufweisend: eine Source-Hauptoberflächenelektrode, die auf der Hauptoberfläche ausgebildet ist und die elektrisch mit der Source-Grabenstruktur, dem Body-Verbindungsbereich und dem Source-Verbindungsbereich auf einer Linie verbunden ist, die die Source-Grabenstruktur, den Body-Verbindungsbereich und den Source-Verbindungsbereich miteinander verbindet.
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