JP2007258465A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭化珪素からなる{11−20}面を主面とするn+型炭化珪素基板1と、n+型炭化珪素基板1の上に形成されたn+ソース領域6と、n+ソース領域6の表面から形成されたトレンチ8と、酸化速度が異なるトレンチ8の複数の側壁に形成されたゲート酸化膜9と、を備え、複数の側壁によって形成される複数のコーナー部のうち、複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部からトレンチ8の中心までの距離が、他のコーナー部からトレンチ8の中心までの距離よりも長くなっている。
【選択図】図10
Description
(半導体装置の製造方法)
まず、この発明の実施の形態1にかかる半導体装置の製造方法について図1〜図10を参照して説明する。図1〜図10は、この発明の実施の形態1にかかる半導体装置の製造途中の構成について示す断面図である。以下では、半導体装置の一例として、nチャネル型のMOSFETを一例として説明するが、n型とp型を入れ換えてpチャネル型MOSFETとして実施することも可能である。また、以下では、特に断りがない限り、炭化珪素の四層周期六方晶(4H−SiC)とする。
つぎに、この発明の実施の形態1にかかる半導体装置の構成について説明する。図10は、この発明の実施の形態1にかかる半導体装置の構成について示す説明図である。図10において、{11−20}面を主面とするn+型炭化珪素基板1の表面には、たとえば、不純物濃度が1×1018cm-3、膜厚0.5μm程度のn+バッファ領域2が形成されている。
つぎに、上述した半導体装置のトレンチについて説明する。炭化珪素型MOSFETでは、結晶面ごとにチャネルを流れる電子の移動度が変わることが知られている。T.Hiraoらは、Material Science Forum Vols,389−393(2002)p1065において、(03−38)面で高い電子(チャネル)の移動度が得られることを報告している。
つぎに、この発明の実施の形態2にかかる半導体装置について説明する。実施の形態1では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の内側にトレンチが形成されている場合の例について説明したが、実施の形態2では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の外側にトレンチが形成されている場合の例について説明する。
つぎに、この発明の実施の形態3にかかる半導体装置について説明する。実施の形態1では、凹部が矩形状に形成されていたが、実施の形態3では、凹部の端部が曲面となっている。
つぎに、この発明の実施の形態4にかかる半導体装置のトレンチについて説明する。実施の形態4では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の外側にトレンチ8(不図示)が形成されており、半導体領域の凸部の端部が曲面となっている例について説明する。
つぎに、この発明の実施の形態5にかかる半導体装置について説明する。実施の形態5では、トレンチ側壁に犠牲酸化膜を形成し、形成した犠牲酸化膜を除去した後に酸化膜を形成する例について説明する。
W5≧t5・・・・(6)
つぎに、この発明の実施の形態6にかかる半導体装置について説明する。実施の形態5では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の内側にトレンチが形成されている場合の例について説明したが、実施の形態6では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の外側にトレンチが形成されている場合の例について説明する。
W6≧t7・・・・(8)
つぎに、この発明の実施の形態7にかかる半導体装置について説明する。実施の形態7では、凹部の端部が曲面を有する例について説明する。図19は、この発明の実施の形態7の半導体装置のトレンチについて示す説明図である。図19(a)に示すように、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面に囲まれている領域はトレンチ8であり、これらの4つの面の外側がn+型ソース領域6(不図示)となっている。
つぎに、この発明の実施の形態8にかかる半導体装置について説明する。実施の形態7では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の内側にトレンチが形成されている場合の例について説明したが、実施の形態8では、(03−38)面、(0−338)面、(0−33−8)面、(03−3−8)面の4つの面の外側にトレンチが形成されている場合の例について説明する。
2 n+型バッファ領域
3 n-型ドリフト領域
4 n型電流拡散領域
5 p型ベース領域
6 n+ソース領域
7 p+型コンタクト層
8 トレンチ
9 ゲート酸化膜
10 ゲート電極
11 層間絶縁膜
12 ソースおよびベースオーミックコンタクト
13 配線電極
Claims (9)
- 炭化珪素からなる{11−20}面を主面とする半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域の表面から形成されたトレンチと、
酸化速度が異なる前記トレンチの複数の側壁に形成された酸化膜と、を備え、
前記複数の側壁によって形成される複数のコーナー部のうち、前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部から前記トレンチの中心までの距離が、前記コーナー部につながる2つの側壁の延長線の交点から前記トレンチの中心までの距離よりも長いことを特徴とする半導体装置。 - 前記酸化膜のうち、前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部の酸化膜の、トレンチ中心から外側方向の酸化膜厚は、前記複数の側壁に形成された酸化膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 炭化珪素からなる{11−20}面を主面とする半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域の表面から形成されたトレンチと、
前記半導体領域のうち当該トレンチに囲まれている半導体領域の酸化速度が異なる複数の側壁に形成された酸化膜と、を備え、
前記複数の側壁によって形成される複数のコーナー部のうち、前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部から前記トレンチの囲まれている半導体領域の中心までの距離が、前記コーナー部につながる2つの側壁の延長線の交点から前記トレンチに囲まれている半導体領域の中心までの距離よりも長いことを特徴とする半導体装置。 - 前記酸化膜のうち、前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部の酸化膜の、前記トレンチに囲まれている半導体領域の中心から外側方向の酸化膜厚は、前記複数の側壁に形成された酸化膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記側壁は、(03−38)面と、(03−3−8)面と、(0−33−8)面と、(0−338)面とであり、前記側壁よりも酸化速度が遅い面は、(0001)面であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部は、[000−1]方向に長さL、<1−100>方向に幅Wの矩形状であり、前記側壁に形成された酸化膜の厚さをtとしたとき、L≧t≧Wの関係が成り立つことを特徴とする請求項1、2、4、5のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部は、[000−1]方向に長さL、<1−100>方向に幅W、さらに前記コーナー部の端部が半径rの半円形状となっており、前記側壁に形成された酸化膜の厚さがtのとき、L+r≧t≧W≧2×rの関係が成り立つことを特長とする請求項1、2、4、5のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部は[0001]方向に長さL、<1−100>方向に幅W、の矩形状であり、前記側壁に形成された酸化膜の厚さをtとしたとき、L≧t≧Wの関係が成り立つことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記複数の側壁よりも酸化速度の遅い面を有するコーナー部は、[0001]方向に長さL、<1−100>方向に幅W、さらに前記コーナー部の端部が半径rの半円形状となっており、前記側壁に形成された酸化膜の厚さがtのとき、L+r≧t≧W≧2×rの関係が成り立つことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一つに記載の半導体装置。
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