JP2012038771A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、より特定的には、炭化珪素層に形成され所定の結晶面を含む傾斜面を利用した半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more specifically to a semiconductor device using an inclined surface formed in a silicon carbide layer and including a predetermined crystal plane, and a manufacturing method thereof.
従来、半導体装置の材料として炭化珪素(SiC)を用いることが提案されている。たとえば、特許文献1(特開2001−68428号公報)では、炭化珪素を利用して半導体素子を形成するため、選択された領域において導電型やキャリア濃度を制御する方法として、イオン注入法を用いることが開示されている。また、特許文献1では、イオン注入後の活性化アニールにおいて、表面荒れが発生することを防止するため、炭化珪素の表面にダイヤモンドライクカーボンなどからなる保護膜を形成した状態で活性化アニールを実施する技術が開示されている。
Conventionally, it has been proposed to use silicon carbide (SiC) as a material for a semiconductor device. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-68428), since a semiconductor element is formed using silicon carbide, an ion implantation method is used as a method for controlling the conductivity type and the carrier concentration in a selected region. It is disclosed. In
特許文献1に開示されているように、炭化珪素においてイオン注入後の活性化アニールでは、アニール温度が比較的高温になることから、高品質の半導体装置を得るためには、保護膜を形成して表面荒れの発生を防止することが必須であると考えられていた。しかし、活性化アニールのためだけに上記保護膜を形成し、また活性化アニール後には当該保護膜を除去するため、炭化珪素半導体装置の製造工程数が増加し、結果的に炭化珪素半導体装置の製造コストが増大する一因となっていた。
As disclosed in
本発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、高品質かつ低コストの半導体装置およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-quality and low-cost semiconductor device and a manufacturing method thereof.
発明者は、鋭意研究を進めた結果、炭化珪素における実質的に{0−33−8}面(いわゆる半極性面)となっている表面については、イオン注入後の活性化アニールを行なうときに、その表面に保護膜を形成しなくても表面荒れがほとんど発生しないという新たな知見を得た。 As a result of earnest research, the inventor conducted the activation annealing after ion implantation on the surface of silicon carbide which is substantially a {0-33-8} plane (so-called semipolar plane). As a result, the inventors obtained new knowledge that surface roughness hardly occurs even if a protective film is not formed on the surface.
上記のような本発明者の知見に基づく、本発明に従った半導体装置の製造方法は、実質的に{0−33−8}面を含む表面を有する炭化珪素層が主表面上に形成された基板を準備する工程と、炭化珪素層に導電性不純物を注入する工程と、注入された導電性不純物を活性化するための熱処理を行なう工程とを備える。熱処理を行なう工程では、炭化珪素層の表面は熱処理を行なうための雰囲気ガスに露出した状態になっている。ここで、実質的に{0−33−8}面となっている表面とは、当該表面を構成する結晶面が{0−33−8}面となっている場合、および表面を構成する結晶面について、<1−100>方向における{0−33−8}面に対するオフ角が−3°以上3°以下の面となっていることを意味する。なお、「<1−100>方向における{0−33−8}面に対するオフ角」とは、<1−100>方向および<0001>方向の張る平面への上記端面の法線の正射影と、{0−33−8}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が<1−100>方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が<0001>方向に対して平行に近づく場合が負である。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention based on the knowledge of the present inventors as described above, a silicon carbide layer having a surface substantially including a {0-33-8} plane is formed on the main surface. A step of preparing the substrate, a step of injecting conductive impurities into the silicon carbide layer, and a step of performing a heat treatment for activating the injected conductive impurities. In the step of performing the heat treatment, the surface of the silicon carbide layer is exposed to an atmosphere gas for performing the heat treatment. Here, the surface which is substantially the {0-33-8} plane means that the crystal plane constituting the surface is the {0-33-8} plane and the crystal constituting the surface It means that the surface is a surface having an off angle with respect to the {0-33-8} plane in the <1-100> direction of -3 ° or more and 3 ° or less. The “off angle with respect to the {0-33-8} plane in the <1-100> direction” means an orthogonal projection of the normal of the end face to the plane extending in the <1-100> direction and the <0001> direction. , The angle formed with the normal of the {0-33-8} plane, the sign is positive when the orthographic projection approaches parallel to the <1-100> direction, and the orthographic projection is < The case of approaching parallel to the 0001> direction is negative.
このようにすれば、炭化珪素に対するイオン注入後の活性化アニール時に保護膜(キャップ層)を形成する必要が無いため、保護膜を形成する場合より半導体装置の製造工程を簡略化できる。したがって、半導体装置の製造コストを低減することができる。 In this way, since it is not necessary to form a protective film (cap layer) during activation annealing after ion implantation for silicon carbide, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified as compared with the case of forming the protective film. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
また、本発明に従った半導体装置は、主表面を有する基板と、当該基板の主表面上に形成され、主表面に対して傾斜した端面を含む炭化珪素層とを備える。端面は実質的に{0−33−8}面を含む。また、端面は導電性不純物の注入領域(イオン注入領域)を含む。 A semiconductor device according to the present invention includes a substrate having a main surface, and a silicon carbide layer formed on the main surface of the substrate and including an end face inclined with respect to the main surface. The end face substantially includes a {0-33-8} plane. The end face includes a conductive impurity implantation region (ion implantation region).
このようにすれば、上記端面に対する導電性不純物の注入を行なった後の活性化アニールでは、とくに保護膜を形成することなく当該活性化アニールを実施できるため、製造コストの抑制された半導体装置を得ることができる。 In this way, in the activation annealing after injecting the conductive impurities to the end face, the activation annealing can be performed without forming a protective film, so that a semiconductor device with reduced manufacturing costs can be obtained. Obtainable.
また、炭化珪素層の端面が実質的に上記{0−33−8}面になっているため、これらのいわゆる半極性面となっている端面をイオン注入領域にすることで、当該イオン注入領域を半導体装置のたとえばチャネル領域(能動領域)として利用することができる。ここで、上記端面は安定な結晶面であって高いチャネル移動度が得られる。そのため、当該端面をイオン注入することにより構成されるチャネル領域に利用した場合、他の結晶面(たとえば(0001)面)をチャネル領域に利用した場合より、高いチャネル移動度を示す高品質の半導体装置を実現できる。また、端面が実質的に{0−33−8}面を含むため、当該端面の結晶方位が当該{0−33−8}面に対してずれた場合のように端面にステップ(段差)が多数存在し、チャネル移動度が低下するといった問題の発生を抑制できる。 In addition, since the end face of the silicon carbide layer is substantially the {0-33-8} plane, by making these end faces that are so-called semipolar planes into an ion implantation area, the ion implantation area Can be used as a channel region (active region) of the semiconductor device, for example. Here, the end face is a stable crystal face, and high channel mobility can be obtained. Therefore, a high-quality semiconductor that exhibits higher channel mobility when used in a channel region configured by ion implantation of the end face than when other crystal planes (for example, (0001) plane) are used as the channel region. A device can be realized. Further, since the end face substantially includes the {0-33-8} plane, a step (step) is formed on the end face as in the case where the crystal orientation of the end face deviates from the {0-33-8} plane. The occurrence of problems such as a large number and a decrease in channel mobility can be suppressed.
本発明によれば、低コストで高品質の半導体装置を得ることができる。 According to the present invention, a high-quality semiconductor device can be obtained at low cost.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1を参照して、本発明による半導体装置の製造方法を説明する。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1, the manufacturing method of the semiconductor device by this invention is demonstrated.
本発明による半導体装置の製造方法では、まず実質的に{0−33−8}面を含む表面を有する炭化珪素層が主表面上に形成された基板を準備する工程を実施する。そして、図1に示すように、当該炭化珪素層に導電性不純物を注入する工程であるイオン注入工程(S1)を実施する。その後、注入された導電性不純物を活性化するための熱処理を行なうアニール工程(S2)を実施する。アニール工程(S2)では、炭化珪素層の{0−33−8}面を含む表面は、熱処理を行なうための雰囲気ガスに露出した状態になっている。つまり、炭化珪素層の表面上には従来のアニール工程において必須であると考えられていた保護膜は形成されていない。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, a step of preparing a substrate on which a silicon carbide layer having a surface substantially including a {0-33-8} plane is formed on a main surface is performed. Then, as shown in FIG. 1, an ion implantation step (S1), which is a step of implanting conductive impurities into the silicon carbide layer, is performed. Thereafter, an annealing step (S2) for performing a heat treatment for activating the implanted conductive impurities is performed. In the annealing step (S2), the surface including the {0-33-8} plane of the silicon carbide layer is exposed to an atmosphere gas for performing heat treatment. That is, the protective film considered to be essential in the conventional annealing process is not formed on the surface of the silicon carbide layer.
このようにすれば、炭化珪素層に対するイオン注入後の上記アニール工程(S2)を実施するときに、予め保護膜(キャップ層)を形成する必要が無いため、保護膜を形成する場合より半導体装置の製造工程を簡略化できる。したがって、半導体装置の製造コストを低減することができる。 In this case, it is not necessary to form a protective film (cap layer) in advance when performing the annealing step (S2) after ion implantation for the silicon carbide layer. The manufacturing process can be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
ここで、アニール工程(S2)の条件としては、たとえば不活性ガス(アルゴンガス)雰囲気であって大気圧条件、加熱温度1700℃、加熱時間を30分といった条件を用いることができる。表面が{0−33−8}面となった炭化珪素層にたとえばリンイオンを注入した後に、RCA洗浄を行なったあと、キャップ層を形成することなく、上記のようなアニール処理を行なうと、上記表面にはマクロステップ(表面荒れ)がほとんど観察されなかった。なお、上記表面の観察には、たとえば走査型電子顕微鏡(SEM)を用いることができる。 Here, as the conditions for the annealing step (S2), for example, an inert gas (argon gas) atmosphere, an atmospheric pressure condition, a heating temperature of 1700 ° C., and a heating time of 30 minutes can be used. When, for example, phosphorus ions are implanted into the silicon carbide layer whose surface is the {0-33-8} plane, after performing RCA cleaning, the above annealing process is performed without forming a cap layer. Macro steps (surface roughness) were hardly observed on the surface. For example, a scanning electron microscope (SEM) can be used for the observation of the surface.
上述のようなアニール処理を行なう場合、従来のように炭化珪素の表面が(0001)面から所定のオフ角を有する面となっていた場合には、上記アニール処理によって表面荒れが発生するため、アニール処理の前に当該表面を覆う保護膜(たとえばレジスト膜を熱処理してグラファイト化したカーボンキャップ、あるいはカーボンをスパッタ法によって堆積したカーボンキャップ)を形成していた。この保護膜が存在する状態で、上記のような条件のアニール処理を行ない、その後上記保護膜を除去する処理(たとえば酸素雰囲気中での加熱温度900℃、加熱時間30分といった熱処理を行なうことで上記カーボンキャップを除去する処理)を行なっていた。しかし、本発明によれば、従来必要であった保護膜の形成工程および当該保護膜の除去工程を行う必要がない。したがって、本発明によれば、すでに述べたように従来より半導体装置の製造工程を簡略化できる。 When performing the annealing treatment as described above, if the surface of silicon carbide is a surface having a predetermined off angle from the (0001) surface as in the conventional case, surface annealing occurs due to the annealing treatment. Prior to the annealing treatment, a protective film (for example, a carbon cap obtained by graphitizing a resist film by heat treatment or a carbon cap obtained by depositing carbon by a sputtering method) is formed to cover the surface. In the presence of this protective film, annealing is performed under the above conditions, and then the protective film is removed (for example, by performing a heat treatment such as a heating temperature of 900 ° C. in an oxygen atmosphere and a heating time of 30 minutes). The treatment for removing the carbon cap). However, according to the present invention, it is not necessary to perform the protective film forming step and the protective film removing step which are conventionally required. Therefore, according to the present invention, as described above, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified.
上述した半導体装置の製造方法の具体例を、図2および図3を参照しながら説明する。
図2を参照して、図3に示した本実施の形態におけるの半導体装置の製造方法は、縦型の半導体装置である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)の製造方法であって、まず炭化珪素基板を準備する工程(S10)が実施される。この工程(S10)では、図3を参照して、単結晶炭化珪素からなり導電型がp型である基板1が準備される。この基板1の主表面の結晶面方位は、実質的に{0−33−8}面、好ましくは{0−33−8}面のジャスト面となっている。
A specific example of the semiconductor device manufacturing method described above will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 2, the method of manufacturing the semiconductor device in the present embodiment shown in FIG. 3 is a method of manufacturing an insulated gate bipolar transistor (IGBT) which is a vertical semiconductor device. A step of preparing a substrate (S10) is performed. In this step (S10), referring to FIG. 3,
次に、エピタキシャル成長工程(S20)が実施される。この工程(S20)では、図3を参照して、エピタキシャル成長により基板1の一方の主表面上に炭化珪素からなり導電型がp型のバッファ層であるp型エピタキシャル層36およびドリフト層である耐圧保持層2が順次形成される。この耐圧保持層2の上部表面の面方位も、実質的に{0−33−8}面となっている。
Next, an epitaxial growth step (S20) is performed. In this step (S20), referring to FIG. 3, a p-
次に、イオン注入工程(S30)が実施される。この工程(S30)では、図3を参照して、まずウェル領域であるp型ボディ層3を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばAl(アルミニウム)イオンが耐圧保持層2に注入されることにより、p型ボディ層3が形成される。次に、n型ソースコンタクト層4を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばP(リン)イオンがp型ボディ層3に注入されることにより、ウェル領域であるp型ボディ層3内にn型ソースコンタクト層4が形成される。さらに、導電型がp型のコンタクト領域5を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばAlイオンがp型ボディ層3に注入されることにより、p型ボディ層3内にp型のコンタクト領域5が形成される。上記イオン注入は、たとえば耐圧保持層2の主面上に二酸化珪素(SiO2)からなり、イオン注入を実施すべき所望の領域に開口を有するマスク層を形成して実施することができる。
Next, an ion implantation step (S30) is performed. In this step (S30), referring to FIG. 3, first, ion implantation for forming p
次に、活性化アニール工程(S40)が実施される。この工程(S40)では、上記イオン注入が実施された耐圧保持層2を備える基板を、たとえばアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において1700℃に加熱し、30分間保持する熱処理が実施される。これにより、上記工程(S30)において注入された不純物が活性化する。また、この工程(S40)では、上述したイオン注入が行なわれた耐圧保持層2の上部表面上には特に保護膜などは形成されておらず、当該上部表面はアニール雰囲気に露出した状態となっている。そして、耐圧保持層2の表面は実質的に{0−33−8}面となっているため、上記活性化アニールによって表面荒れはほとんど発生しない。
Next, an activation annealing step (S40) is performed. In this step (S40), a heat treatment is performed in which the substrate including the withstand
次に、酸化膜形成工程(S50)が実施される。この工程(S50)では、上記活性化アニール工程を実施した後の耐圧保持層2が形成された基板に対して、たとえば酸素雰囲気中において1300℃に加熱して60分間保持する熱処理が実施されることにより、図3に示す酸化膜(ゲート絶縁膜8)が形成される。
Next, an oxide film forming step (S50) is performed. In this step (S50), for example, a heat treatment is performed on the substrate on which the breakdown
次に、電極形成工程(S60)が実施される。この工程(S60)では、たとえばCVD法により、不純物が添加されて導電体となっているポリシリコンからなるゲート電極9が形成される。さらに、上記ゲート絶縁膜8において、n型ソースコンタクト層4およびp型のコンタクト領域5上に位置する領域に、図3に示すような開口部11を形成する。当該開口部11の形成方法としては、従来周知の任意の方法を用いることができる。次に、たとえば蒸着法により形成されたニッケル(Ni)膜が加熱されてシリサイド化されることにより、エミッタコンタクト電極(ソース電極12)およびコレクタ電極(ドレイン電極112)が形成される。次に、たとえば蒸着法により、導電体であるAlからなるエミッタ配線(ソース配線電極13)が図3に示すように形成される。以上の手順により、本実施の形態における半導体装置101が完成する。
Next, an electrode formation step (S60) is performed. In this step (S60),
上述のような製造方法により形成された本発明による半導体装置101は、縦型の半導体装置である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)であって、単結晶基板1、バッファ層であるp型エピタキシャル層36、ドリフト層(耐圧保持層2)、p型ボディ層3、n型ソースコンタクト層4、p型のコンタクト領域5、ゲート絶縁膜8、エミッタコンタクト電極(ソース電極12)およびエミッタ配線(ソース配線電極13)、ゲート電極9および基板1の裏面側に形成されたコレクタ電極(ドレイン電極112)を備える。具体的には、導電型がp型の炭化珪素からなる基板1の表面上に、炭化珪素からなるp型エピタキシャル層36が形成されている。p型エピタキシャル層36は導電型がp型であり、その厚みはたとえば0.5μmである。このp型エピタキシャル層36上には耐圧保持層2が形成されている。この耐圧保持層2は、導電型がn型の炭化珪素からなり、たとえばその厚みは10μmである。
A semiconductor device 101 according to the present invention formed by the above manufacturing method is an insulated gate bipolar transistor (IGBT) which is a vertical semiconductor device, and includes a
この耐圧保持層2の表面には、導電型がp型であるp型ボディ層3が互いに間隔を隔てて形成されている。p型ボディ層3の内部においては、p型ボディ層3の表面層にn型ソースコンタクト層4が形成されている。また、このn型ソースコンタクト層4に隣接する位置には、p型のコンタクト領域5が形成されている。一方のp型ボディ層3におけるn型ソースコンタクト層4上から、p型ボディ層3、2つのp型ボディ層3の間において露出する耐圧保持層2、他方のp型ボディ層3および当該他方のp型ボディ層3におけるn型ソースコンタクト層4上にまで延在するように、酸化膜であるゲート絶縁膜8が形成されている。ゲート絶縁膜8上にはゲート電極9が形成されている。また、n型ソースコンタクト層4およびp型のコンタクト領域5上にはソース電極12が形成されている。このソース電極12上にはソース配線電極13が形成されている。そして、基板1において、p型エピタキシャル層36が形成された側の表面とは反対側の面である裏面にドレイン電極14が形成されている。
A p-
このように、炭化珪素層である耐圧保持層2の主表面が実質的に{0−33−8}面となっているため、図2に示した活性化アニール工程(S40)では当該耐圧保持層2の表面を被覆する保護膜を形成することなく、アニール処理を行なうことができる。このため、当該保護膜を形成する場合より、製造コストの低減された半導体装置を実現できる。また、上記{0−33−8}面にイオン注入によりチャネル領域が形成されているので、高いチャネル移動度を示す高品質の半導体装置を実現できる。
Thus, since the main surface of the breakdown
また、上述した本発明による半導体装置の製造方法の他の具体例を、図2および図4を参照ながら説明する。なお、図4に示した半導体装置は、本実施の形態における半導体装置の他例であり、縦型DiMOSFET(Double Implanted MOSFET)である。 Another specific example of the above-described method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the semiconductor device shown in FIG. 4 is another example of the semiconductor device in this embodiment, and is a vertical DiMOSFET (Double Implanted MOSFET).
図2を参照して、図4に示した本実施の形態におけるの半導体装置の製造方法は、縦型の半導体装置である縦型DiMOSFETの製造方法であって、まず炭化珪素基板を準備する工程(S10)が実施される。この工程(S10)では、図4を参照して、単結晶炭化珪素からなりたとえば導電型がn型である基板1が準備される。この基板1の主表面の結晶面方位は、実質的に{0−33−8}面、好ましくは{0−33−8}面のジャスト面となっている。
Referring to FIG. 2, the method for manufacturing the semiconductor device in the present embodiment shown in FIG. 4 is a method for manufacturing a vertical DiMOSFET which is a vertical semiconductor device, and first a step of preparing a silicon carbide substrate. (S10) is performed. In this step (S10), with reference to FIG. 4,
次に、エピタキシャル成長工程(S20)が実施される。この工程(S20)では、図4を参照して、エピタキシャル成長により基板1の一方の主表面上に炭化珪素からなり導電型がn型の耐圧保持層2が形成される。この耐圧保持層2の上部表面の面方位も、実質的に{0−33−8}面となっている。なお、耐圧保持層2と炭化珪素基板1との間に、バッファ層を形成してもよい。当該バッファ層としては、たとえば導電型がn型の炭化珪素からなり、たとえばその厚みが0.5μmのエピタキシャル層を形成してもよい。
Next, an epitaxial growth step (S20) is performed. In this step (S20), with reference to FIG. 4, breakdown
次に、イオン注入工程(S30)が実施される。この工程(S30)では、図4を参照して、まずウェル領域であるp型ボディ層3を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばAl(アルミニウム)イオンが耐圧保持層2に注入されることにより、p型ボディ層3が形成される。次に、n型ソースコンタクト層4を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばP(リン)イオンがp型ボディ層3に注入されることにより、ウェル領域であるp型ボディ層3内にn型ソースコンタクト層4が形成される。上記イオン注入は、たとえば耐圧保持層2の主面上に二酸化珪素(SiO2)からなり、イオン注入を実施すべき所望の領域に開口を有するマスク層を形成して実施することができる。
Next, an ion implantation step (S30) is performed. In this step (S30), referring to FIG. 4, first, ion implantation for forming p
次に、活性化アニール工程(S40)が実施される。この工程(S40)では、図3に示した半導体装置の製造方法における工程(S40)と同様に、上記イオン注入が実施された耐圧保持層2を備える基板を、たとえばアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において1700℃に加熱し、30分間保持する熱処理が実施される。これにより、上記工程(S30)において注入された不純物が活性化する。また、この工程(S40)では、上述したイオン注入が行なわれた耐圧保持層2の上部表面上には特に保護膜などは形成されておらず、当該上部表面はアニール雰囲気に露出した状態となっている。そして、耐圧保持層2の表面は実質的に{0−33−8}面となっているため、上記活性化アニールによって表面荒れはほとんど発生しない。
Next, an activation annealing step (S40) is performed. In this step (S40), in the same manner as in step (S40) in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3, the substrate including the withstand
次に、酸化膜形成工程(S50)が実施される。この工程(S50)では、上記活性化アニール工程を実施した後の耐圧保持層2が形成された基板に対して、たとえば酸素雰囲気中において1300℃に加熱して60分間保持する熱処理が実施されることにより、図4に示す酸化膜(ゲート絶縁膜8)が形成される。
Next, an oxide film forming step (S50) is performed. In this step (S50), for example, a heat treatment is performed on the substrate on which the breakdown
次に、電極形成工程(S60)が実施される。この工程(S60)では、たとえばCVD法により、不純物が添加されて導電体となっているポリシリコンからなるゲート電極9(図4参照)が形成される。さらに、上記ゲート絶縁膜8において、少なくともn型ソースコンタクト層4上に位置する領域に、図4に示すように上記n型ソースコンタクト層4の表面およびp型ボディ層3の表面の一部を露出させる開口部を形成する。当該開口部の形成方法としては、従来周知の任意の方法を用いることができる。そして、ゲート電極9の上部表面および側面を覆う絶縁膜10を形成する。当該絶縁膜10の形成方法としては、CVD法やフォトリソグラフィ法など従来周知の任意の方法を用いることができる。
Next, an electrode formation step (S60) is performed. In this step (S60), gate electrode 9 (see FIG. 4) made of polysilicon, which is a conductor added with impurities, is formed by, for example, CVD. Furthermore, in the
そして、n型ソースコンタクト層4およびp型ボディ層3の露出した部分と接続されるソース電極12を、たとえばリフトオフ法を用いて形成する。なお、ソース電極12としては、たとえばニッケル(Ni)を用いることができる。なお、ここでアロイ化のための熱処理を行なうことが好ましい。具体的には、たとえば雰囲気ガスとして不活性ガスであるアルゴン(Ar)ガスを用い、加熱温度を950℃、加熱時間を2分といった熱処理(アロイ化処理)を行なう。その後、基板1の裏面側にドレイン電極14を形成する。以上の手順により、本実施の形態における半導体装置101が完成する。
Then,
上述のような製造方法により形成された本発明による半導体装置は、上述したように縦型の半導体装置である縦型DiMOSFETであって、基板1、耐圧保持層2、p型ボディ層3、n型ソースコンタクト層4、ゲート絶縁膜8、ソース電極12、ゲート電極9および基板1の裏面側に形成されたドレイン電極14を備える。具体的には、たとえば導電型がn型のSiC単結晶からなる基板1の主表面上に、炭化珪素からなる耐圧保持層2が形成されている。この耐圧保持層2の表面には、導電型がp型であるp型ボディ層3が互いに間隔を隔てて形成されている。p型ボディ層3の内部においては、p型ボディ層3の表面層にn型ソースコンタクト層4が形成されている。
The semiconductor device according to the present invention formed by the manufacturing method as described above is a vertical DiMOSFET which is a vertical semiconductor device as described above, and includes a
一方のp型ボディ層3におけるn型ソースコンタクト層4上から、p型ボディ層3、2つのp型ボディ層3の間において露出する耐圧保持層2、他方のp型ボディ層3および当該他方のp型ボディ層3におけるn型ソースコンタクト層4上にまで延在するように、酸化膜からなるゲート絶縁膜8が形成されている。ゲート絶縁膜8上にはゲート電極9が形成されている。このゲート電極9の端面および上部表面を覆うように絶縁膜10が形成されている。そして、n型ソースコンタクト層4およびp型ボディ層3の一部と接続されるとともに、上記絶縁膜10を覆うようにソース電極12が形成されている。そして、基板1において耐圧保持層2が形成された側の表面とは反対側の面である裏面にドレイン電極14が形成されている。
The p-
このように、炭化珪素層である耐圧保持層2の主表面が実質的に{0−33−8}面となっているため、図3に示した半導体装置の製造方法の場合と同様に、図2に示した活性化アニール工程(S40)では当該耐圧保持層2の表面を被覆する保護膜を形成することなく、アニール処理を行なうことができる。このため、当該保護膜を形成する場合より、製造コストの低減された半導体装置を実現できるとともに、高いチャネル移動度を示す高品質の半導体装置を実現できる。
Thus, since the main surface of the pressure | voltage resistant holding |
(実施の形態2)
図5および図6を参照して、本発明による半導体装置の実施の形態2を説明する。
(Embodiment 2)
A semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図5および図6を参照して、本発明による半導体装置は、複数のメサ構造と、当該メサ構造の間に形成された側面が傾斜した溝とを利用した縦型のデバイスである縦型MOSFETである。図5および図6に示した半導体装置は、炭化珪素からなる基板1と、炭化珪素からなり、導電型がn型であるエピタキシャル層である耐圧保持層2と、炭化珪素からなり、導電型がp型であるp型ボディ層3(p型半導体層3)と、炭化珪素からなり、導電型がn型であるn型ソースコンタクト層4と、炭化珪素からなり、導電型がp型であるコンタクト領域5と、ゲート絶縁膜8と、ゲート電極9と、層間絶縁膜10と、ソース電極12と、ソース配線電極13と、ドレイン電極14と、裏面保護電極15とを備える。
Referring to FIGS. 5 and 6, a semiconductor device according to the present invention is a vertical MOSFET that is a vertical device using a plurality of mesa structures and grooves with inclined side surfaces formed between the mesa structures. It is. The semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6 includes a
図5に示すように、基板1の主表面上に、炭化珪素層を部分的に除去することで複数の(図5では4つの)メサ構造が形成されている。具体的には、メサ構造は上部表面および底面が六角形状となっており、その側壁は基板1の主表面に対して傾斜している。隣接するメサ構造の間には、当該メサ構造の側壁が傾斜した側面20となっている溝6が形成されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of (four in FIG. 5) mesa structures are formed on the main surface of
また、図5および図6に示した半導体装置において、基板1は、結晶型が六方晶の炭化珪素からなる。耐圧保持層2は、基板1の一方の主表面上に形成されている。耐圧保持層2上にはp型ボディ層3が形成されている。p型ボディ層3上には、n型ソースコンタクト層4が形成されている。このn型ソースコンタクト層4に取囲まれるように、p型のコンタクト領域5が形成されている。n型ソースコンタクト層4、p型ボディ層3および耐圧保持層2を部分的に除去することにより、溝6により囲まれたメサ構造が形成されている。溝6の側壁(メサ構造の側壁)は基板1の主表面に対して傾斜した端面になっている。傾斜した端面により囲まれた凸部(上部表面上にソース電極12が形成されたメサ構造である凸形状部)の平面形状は図5に示すように六角形状になっている。
In the semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6,
この溝6の側壁および底壁上にはゲート絶縁膜8が形成されている。このゲート絶縁膜8はn型ソースコンタクト層4の上部表面上にまで延在している。このゲート絶縁膜8上であって、溝6の内部を充填するように(つまり隣接するメサ構造の間の空間を充填するように)ゲート電極9が形成されている。ゲート電極9の上部表面は、ゲート絶縁膜8においてn型ソースコンタクト層4の上部表面上に位置する部分の上面とほぼ同じ高さになっている。
A
ゲート絶縁膜8のうちn型ソースコンタクト層4の上部表面上にまで延在する部分とゲート電極9とを覆うように層間絶縁膜10が形成されている。層間絶縁膜10とゲート絶縁膜8の一部とを除去することにより、n型ソースコンタクト層4の一部とp型のコンタクト領域5とを露出するように開口部11が形成されている。この開口部11の内部を充填するとともに、p型のコンタクト領域5およびn型ソースコンタクト層4の一部と接触するようにソース電極12が形成されている。ソース電極12の上部表面と接触するとともに、層間絶縁膜10の上部表面上に延在するようにソース配線電極13が形成されている。また、基板1において耐圧保持層2が形成された主表面とは反対側の裏面上には、ドレイン電極14が形成されている。このドレイン電極14はオーミック電極である。このドレイン電極14において、基板1と対向する面とは反対側の面上に裏面保護電極15が形成されている。
An interlayer insulating
図5および図6に示した半導体装置においては、溝6の側壁(メサ構造の側壁)が傾斜するとともに、当該側壁は、耐圧保持層2などを構成する炭化珪素の結晶型が六方晶の場合には実質的に{0−33−8}面となっている。具体的には、当該側壁を構成する結晶面について、<1−100>方向における{0−33−8}面に対するオフ角が−3°以上3°以下の面、より好ましくは−1°以上1°以下の面となっている。図6から分かるように、これらのいわゆる半極性面となっている側壁を半導体装置の能動領域であってイオン注入領域であるチャネル領域として利用することができる。そして、これらの側壁は安定な結晶面であるため、当該側壁をチャネル領域に利用した場合、他の結晶面(たとえば(0001)面)をチャネル領域に利用した場合より、高いチャネル移動度を得られるとともに、リーク電流を十分低減でき、また高い耐圧を得ることができる。
In the semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6, the side wall of trench 6 (side wall of the mesa structure) is inclined, and the side wall has a hexagonal crystal type of silicon carbide constituting breakdown
次に、図5および図6に示した半導体装置の動作について簡単に説明する。図6を参照して、ゲート電極9にしきい値以下の電圧を与えた状態、すなわちオフ状態では、p型ボディ層3と導電型がn型である耐圧保持層2との間が逆バイアスとなり、非導通状態となる。一方、ゲート電極9に正の電圧を印加すると、p型ボディ層3においてゲート絶縁膜8と接触する領域の近傍であるチャネル領域において、反転層が形成される。その結果、n型ソースコンタクト層4と耐圧保持層2とが電気的に接続された状態となる。この結果、ソース電極12とドレイン電極14との間に電流が流れる。
Next, the operation of the semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6 will be briefly described. Referring to FIG. 6, in a state where a voltage equal to or lower than a threshold is applied to
次に、図7〜図15を参照して、図5および図6に示した本発明による半導体装置の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、図7を参照して、炭化珪素からなる基板1の主表面上に、導電型がn型である炭化珪素のエピタキシャル層を形成する。当該エピタキシャル層は耐圧保持層2となる。耐圧保持層2を形成するためのエピタキシャル成長は、たとえば原料ガスとしてシラン(SiH4)とプロパン(C3H8)との混合ガスを用い、キャリアガスとしてたとえば水素ガス(H2)を用いたCVD法により実施することができる。また、このとき導電型がn型の不純物としてたとえば窒素(N)やリン(P)を導入することが好ましい。この耐圧保持層2のn型不純物の濃度は、たとえば5×1013cm-3以上5×1016cm-3以下とすることができる。
First, referring to FIG. 7, an epitaxial layer of silicon carbide having n type conductivity is formed on the main surface of
次に、耐圧保持層2の上部表面層にイオン注入を行なうことにより、p型ボディ層3およびn型ソースコンタクト層4を形成する。p型ボディ層3を形成するためのイオン注入においては、たとえばアルミニウム(Al)などの導電型がp型の不純物をイオン注入する。このとき、注入するイオンの加速エネルギーを調整することによりp型ボディ層3が形成される領域の深さを調整することができる。
Next, p-
次に導電型がn型の不純物を、p型ボディ層3が形成された耐圧保持層2へイオン注入することにより、n型ソースコンタクト層4を形成する。n型の不純物としてはたとえばリンなどを用いることができる。このようにして、図8に示す構造を得る。
Next, an n-type
次に、図9に示すように、n型ソースコンタクト層4の上部表面上にマスク層17を形成する。マスク層17として、たとえばシリコン酸化膜などの絶縁膜を用いることができる。マスク層17の形成方法としては、たとえば以下のような工程を用いることができる。すなわち、n型ソースコンタクト層4の上部表面上に、CVD法などを用いてシリコン酸化膜を形成する。そして、このシリコン酸化膜上にフォトリソグラフィ法を用いて所定の開口パターンを有するレジスト膜(図示せず)を形成する。このレジスト膜をマスクとして用いて、シリコン酸化膜をエッチングにより除去する。その後レジスト膜を除去する。この結果、図9に示した溝16が形成されるべき領域に開口パターンを有するマスク層17が形成される。
Next, as shown in FIG. 9, a
そして、このマスク層17をマスクとして用いて、n型ソースコンタクト層4、p型ボディ層3および耐圧保持層2の一部をエッチングにより除去する。エッチングの方法としてはたとえば反応性イオンエッチング(RIE)、特に誘導結合プラズマ(ICP)RIEを用いることができる。具体的には、たとえば反応ガスとしてSF6またはSF6とO2との混合ガスを用いたICP−RIEを用いることができる。このようなエッチングにより、図6の溝6が形成されるべき領域に、側壁が基板1の主表面に対してほぼ垂直な溝16を形成することができる。このようにして、図9に示す構造を得る。
Then, using this
次に、耐圧保持層2、p型ボディ層3およびn型ソースコンタクト層4において所定の結晶面を表出させる熱エッチング工程を実施する。具体的には、図9に示した溝16の側壁を、酸素ガスと塩素ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度をたとえば700℃以上1000℃以下としたエッチング(熱エッチング)を行なうことにより、図10に示すように基板1の主表面に対して傾斜した側面20を有する溝6を形成することができる。
Next, a thermal etching process for exposing a predetermined crystal plane in the breakdown
ここで、上記熱エッチング工程の条件については、SiC+mO2+nCl2→SiClx+COy(ただし、m、n、x、yは正の数)と表される反応式において、0.5≦x≦2.0、1.0≦y≦2.0というxおよびyの条件が満たされる場合に主な反応が進み、x=4、y=2という条件の場合が最も反応(熱エッチング)が進む。なお、反応ガスは、上述した塩素ガスと酸素ガスとに加えて、キャリアガスを含んでいてもよい。キャリアガスとしては、たとえば窒素(N2)ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどを用いることができる。そして、上述のように熱処理温度を700℃以上1000℃以下とした場合、SiCのエッチング速度はたとえば70μm/hr程度になる。また、この場合にマスク層17として酸化珪素(SiO2)を用いると、SiO2に対するSiCの選択比を極めて大きくすることができるので、SiCのエッチング中にSiO2からなるマスク層17は実質的にエッチングされない。
Here, with respect to the conditions of the thermal etching step, 0.5 ≦ x ≦ 2 in a reaction formula expressed as SiC + mO 2 + nCl 2 → SiCl x + COy (where m, n, x, and y are positive numbers). The main reaction proceeds when the x and y conditions of 0.0 and 1.0 ≦ y ≦ 2.0 are satisfied, and the reaction (thermal etching) proceeds most when the conditions of x = 4 and y = 2. Note that the reaction gas may contain a carrier gas in addition to the above-described chlorine gas and oxygen gas. As the carrier gas, for example, nitrogen (N 2 ) gas, argon gas, helium gas or the like can be used. When the heat treatment temperature is set to 700 ° C. or more and 1000 ° C. or less as described above, the etching rate of SiC is, for example, about 70 μm / hr. Further, in this case, if silicon oxide (SiO 2 ) is used as the
なお、この側面20に表出する結晶面は実質的に{0−33−8}面となっている。つまり、上述した条件のエッチングにおいては、エッチング速度の最も遅い結晶面である{0−33−8}面が溝6の側面20として自己形成される。この結果、図10に示すような構造を得る。なお、側面20を構成する結晶面は{01−1−4}面となっていてもよい。また、耐圧保持層2などを構成する炭化珪素の結晶型が立方晶である場合には、側面20を構成する結晶面は{111}面であってもよい。
The crystal plane appearing on the
次に、マスク層17をエッチングなど任意の方法により除去する。その後、溝6の内部からn型ソースコンタクト層4の上部表面上にまで延在するように、所定のパターンを有するレジスト膜(図示せず)を、フォトリソグラフィ法を用いて形成する。レジスト膜としては、溝6の底部およびn型ソースコンタクト層4の上部表面の一部に開口パターンが形成されているものを用いる。そして、このレジスト膜をマスクとして用いて、導電型がp型の不純物をイオン注入することにより、溝6の底部に電界緩和領域7を形成し、n型ソースコンタクト層4の一部領域に導電型がp型のコンタクト領域5を形成する。その後レジスト膜を除去する。この結果、図11および図12に示すような構造を得る。図12から分かるように、溝6の平面形状は、単位胞(1つのメサ構造を取り囲む環状の溝6)の平面形状が六角形状である網目形状となっている。また、p型のコンタクト領域5は、図12に示すようにメサ構造の上部表面におけるほぼ中央部に配置されている。また、p型のコンタクト領域5の平面形状は、メサ構造の上部表面の外周形状と同じであって、六角形状となっている。
Next, the
そして、上述したイオン注入により注入された不純物を活性化するための活性化アニール工程を実施する。この活性化アニール工程においては、炭化珪素からなるエピタキシャル層の表面上(たとえばメサ構造の側壁上)に特にキャップ層を形成することなくアニール処理を実施する。ここで、発明者らは、上述した{0−33−8}面については、キャップ層などの保護膜を表面に形成することなく活性化アニール処理を行なっても表面性状が劣化することがなく、十分な表面平滑性を維持できることを見出した。このため、従来必要と考えられていた活性化アニール処理前の保護膜(キャップ層)の形成工程を省略して、直接活性化アニール工程を実施している。なお、上述したキャップ層を形成したうえで活性化アニール工程を実施してもよい。また、たとえばn型ソースコンタクト層4およびp型のコンタクト領域5の上部表面上のみにキャップ層を設けた構成として、活性化アニール処理を実施してもよい。
Then, an activation annealing step for activating the impurities implanted by the above-described ion implantation is performed. In this activation annealing step, annealing is performed without forming a cap layer on the surface of the epitaxial layer made of silicon carbide (for example, on the side wall of the mesa structure). Here, the inventors do not deteriorate the surface properties of the above-described {0-33-8} plane even if the activation annealing treatment is performed without forming a protective film such as a cap layer on the surface. It was found that sufficient surface smoothness can be maintained. For this reason, the activation annealing step is directly performed by omitting the step of forming the protective film (cap layer) before the activation annealing treatment, which has been conventionally considered necessary. Note that the activation annealing step may be performed after the cap layer described above is formed. In addition, for example, the activation annealing treatment may be performed by providing a cap layer only on the upper surfaces of the n-type
次に、図13に示すように、溝6の内部からn型ソースコンタクト層4およびp型のコンタクト領域5の上部表面上にまで延在するようにゲート絶縁膜8を形成する。ゲート絶縁膜8としては、たとえば炭化珪素からなるエピタキシャル層を熱酸化することにより得られる酸化膜(酸化ケイ素膜)を用いることができる。このようにして、図13に示す構造を得る。
Next, as shown in FIG. 13,
次に、図14に示すように、溝6の内部を充填するように、ゲート絶縁膜8上にゲート電極9を形成する。ゲート電極9の形成方法としては、たとえば以下のような方法を用いることができる。まず、ゲート絶縁膜8上において、溝6の内部およびp型のコンタクト領域5上の領域にまで延在するゲート電極となるべき導電体膜を、スパッタリング法などを用いて形成する。導電体膜の材料としては導電性を有する材料であれば金属など任意の材料を用いることができる。その後、エッチバックあるいはCMP法など任意の方法を用いて、溝6の内部以外の領域に形成された導電体膜の部分を除去する。この結果、溝6の内部を充填するような導電体膜が残存し、当該導電体膜によりゲート電極9が構成される。このようにして、図14に示す構造を得る。
Next, as shown in FIG. 14, a
次に、ゲート電極9の上部表面、およびp型のコンタクト領域5上において露出しているゲート絶縁膜8の上部表面上を覆うように層間絶縁膜10(図15参照)を形成する。層間絶縁膜としては、絶縁性を有する材料であれば任意の材料を用いることができる。そして、層間絶縁膜10上に、パターンを有するレジスト膜を、フォトリソグラフィ法を用いて形成する。当該レジスト膜(図示せず)にはp型のコンタクト領域5上に位置する領域に開口パターンが形成されている。
Next, interlayer insulating film 10 (see FIG. 15) is formed so as to cover the upper surface of
そして、このレジスト膜をマスクとして用いて、エッチングにより層間絶縁膜10およびゲート絶縁膜8を部分的にエッチングにより除去する。この結果、層間絶縁膜10およびゲート絶縁膜8には開口部11(図15参照)が形成される。この開口部11の底部においては、p型のコンタクト領域5およびn型ソースコンタクト層4の一部が露出した状態となる。その後、当該開口部11の内部を充填するとともに、上述したレジスト膜の上部表面上を覆うようにソース電極12(図15参照)となるべき導電体膜を形成する。その後、薬液などを用いてレジスト膜を除去することにより、レジスト膜上に形成されていた導電体膜の部分を同時に除去する(リストオフ)。この結果、開口部11の内部に充填された導電体膜によりソース電極12を形成できる。このソース電極12はp型のコンタクト領域5およびn型ソースコンタクト層4とオーミック接触したオーミック電極である。
Then, using this resist film as a mask, the
また、基板1の裏面側(耐圧保持層2が形成された主表面と反対側の表面側)に、ドレイン電極14(図15参照)を形成する。ドレイン電極14としては、基板1とオーミック接触が可能な材料であれば任意の材料を用いることができる。このようにして、図15に示す構造を得る。
Further, the drain electrode 14 (see FIG. 15) is formed on the back surface side of the substrate 1 (the surface side opposite to the main surface on which the breakdown
その後、ソース電極12の上部表面に接触するとともに、層間絶縁膜10の上部表面上に延在するソース配線電極13(図6参照)、およびドレイン電極14の表面に形成された裏面保護電極15(図6参照)をそれぞれスパッタリング法などの任意の方法を用いて形成する。この結果、図5および図6に示す半導体装置を得ることができる。
Thereafter, the source wiring electrode 13 (see FIG. 6) that contacts the upper surface of the
次に、図16および図17を参照して、図5および図6に示した本発明による半導体装置の製造方法の変形例を説明する。 Next, with reference to FIGS. 16 and 17, a modification of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present invention shown in FIGS. 5 and 6 will be described.
本発明による半導体装置の製造方法の変形例では、まず図7〜図9に示した工程を実施する。その後、図9に示したマスク層17を除去する。次に、溝16の内部からn型ソースコンタクト層4の上部表面上にまで延在するように珪素からなるSi被膜21(図16参照)を形成する。この状態で、熱処理を行なうことにより、溝16の内周面およびn型ソースコンタクト層4の上部表面のSi被膜21と接触した領域において炭化珪素の再構成が起きる。このようにして、図16に示すように、溝の側壁が所定の結晶面({0−33−8}面)となるように炭化珪素の再構成層22が形成される。この結果、図16に示すような構造を得る。
In a modification of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, the steps shown in FIGS. Thereafter, the
この後、残存しているSi被膜21を除去する。Si被膜21の除去方法としては、たとえばHNO3とHF等の混合ガスを用いたエッチングを用いることができる。その後、さらに上述した再構成層22の表面層をエッチングにより除去する。再構成層22を除去するためのエッチングとしては、ICP−RIEを用いることができる。この結果、図17に示すように傾斜した側面を有する溝6を形成できる。
Thereafter, the remaining
この後、先に説明した図11〜図15に示した工程を実施することにより、図5および図6に示した半導体装置を得ることができる。 Thereafter, the semiconductor device shown in FIGS. 5 and 6 can be obtained by carrying out the steps shown in FIGS. 11 to 15 described above.
(実施の形態3)
図18を参照して、本発明による半導体装置の実施の形態3を説明する。
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 18, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described.
図18を参照して、本発明による半導体装置は、側面が傾斜した溝を利用した縦型のデバイスであるIGBTである。図18に示した半導体装置は、炭化珪素からなる導電型がp型の基板31と、炭化珪素からなり、導電型がp型であるバッファ層としてのp型エピタキシャル層36と、炭化珪素からなり、導電型がn型である耐圧保持層としてのn型エピタキシャル層32と、炭化珪素からなり、導電型がp型であるウェル領域に対応するp型半導体層33と、炭化珪素からなり、導電型がn型であるエミッタ領域に対応するn型ソースコンタクト層34と、炭化珪素からなり、導電型がp型であるコンタクト領域35と、ゲート絶縁膜8と、ゲート電極9と、層間絶縁膜10と、エミッタ電極に対応するソース電極12と、ソース配線電極13と、コレクタ電極に対応するドレイン電極14と、裏面保護電極15とを備える。
Referring to FIG. 18, the semiconductor device according to the present invention is an IGBT which is a vertical device using a groove whose side surface is inclined. The semiconductor device shown in FIG. 18 includes a p-
バッファ層であるp型エピタキシャル層36は、基板31の一方の主表面上に形成されている。p型エピタキシャル層36上にはn型エピタキシャル層32が形成されている。n型エピタキシャル層32上にはp型半導体層33が形成されている。p型半導体層33上には、n型ソースコンタクト層34が形成されている。このn型ソースコンタクト層34に取囲まれるように、p型のコンタクト領域35が形成されている。n型ソースコンタクト層34、p型半導体層33およびn型エピタキシャル層32を部分的に除去することにより溝6が形成されている。溝6の側壁は基板31の主表面に対して傾斜した端面になっている。傾斜した端面により囲まれた凸部(上部表面上にソース電極12が形成された凸形状部としてのメサ構造)の平面形状は、図5などに示した半導体装置と同様に六角形になっている。
The p-
この溝6の側壁および底壁上にはゲート絶縁膜8が形成されている。このゲート絶縁膜8はn型ソースコンタクト層34の上部表面上にまで延在している。このゲート絶縁膜8上であって、溝6の内部を充填するようにゲート電極9が形成されている。ゲート電極9の上部表面は、ゲート絶縁膜8においてn型ソースコンタクト層34の上部表面上に位置する部分の上面とほぼ同じ高さになっている。
A
ゲート絶縁膜8のうちn型ソースコンタクト層34の上部表面上にまで延在する部分とゲート電極9とを覆うように層間絶縁膜10が形成されている。層間絶縁膜10とゲート絶縁膜8の一部とを除去することにより、n型ソースコンタクト層34の一部とp型のコンタクト領域35とを露出するように開口部11が形成されている。この開口部11の内部を充填するとともに、p型のコンタクト領域35およびn型ソースコンタクト層34の一部と接触するようにソース電極12が形成されている。ソース電極12の上部表面と接触するとともに、層間絶縁膜10の上部表面上に延在するようにソース配線電極13が形成されている。
また、基板1において耐圧保持層2が形成された主表面とは反対側の裏面上には、図5および図6に示した半導体装置と同様に、ドレイン電極14および裏面保護電極15が形成されている。
On the back surface of the
図18に示した半導体装置においても、図5および図6に示した半導体装置と同様に、溝6の側壁が傾斜するとともに、当該側壁は、n型エピタキシャル層32などを構成する炭化珪素の結晶型が六方晶の場合には実質的に{0−33−8}面となっている。この場合も、図5に示した半導体装置と同様の効果を得ることができる。なお、上記実施の形態2および3における半導体装置において、上記側壁は実質的に{01−1−4}面となっていてもよい。また、n型エピタキシャル層32などを構成する炭化珪素の結晶型が立方晶の場合には、当該溝6の傾斜した側壁は実質的に{111}面となっていてもよい。
In the semiconductor device shown in FIG. 18 as well, the side walls of
次に、図18に示した半導体装置の動作を簡単に説明する。図18を参照して、ゲート電極9に負の電圧を印加し、当該負の電圧が閾値を超えると、ゲート電極9側方のゲート絶縁膜8に接するp型半導体層33の溝6に対向する端部領域(チャネル領域)に反転層が形成され、エミッタ領域であるn型ソースコンタクト層34と耐圧保持層であるn型エピタキシャル層32とが電気的に接続される。これにより、エミッタ領域であるn型ソースコンタクト層34から耐圧保持層であるn型エピタキシャル層32に正孔が注入され、これに対応して基板31からバッファ層であるp型エピタキシャル層36を介して電子がn型エピタキシャル層32に供給される。その結果、IGBTがオン状態となり、n型エピタキシャル層32に伝導度変調が生じてエミッタ電極であるソース電極12-コレクタ電極であるドレイン電極14間の抵抗が低下した状態で電流が流れる。一方、ゲート電極9に印加される上記負の電圧が閾値以下の場合、上記チャネル領域に反転層が形成されないため、n型エピタキシャル層32とp型半導体層33との間が、逆バイアスの状態に維持される。その結果、IGBTがオフ状態となり、電流は流れない。
Next, the operation of the semiconductor device shown in FIG. 18 will be briefly described. Referring to FIG. 18, when a negative voltage is applied to
図19〜図26を参照して、本発明による半導体装置の実施の形態3の製造方法を説明する。 With reference to FIGS. 19 to 26, a method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described.
まず、図19を参照して、炭化珪素からなる基板31の主表面上に、導電型がp型であって炭化珪素からなるp型エピタキシャル層36を形成する。そして、p型エピタキシャル層36上に導電型がn型である炭化珪素のn型エピタキシャル層32を形成する。当該n型エピタキシャル層32は耐圧保持層となる。p型エピタキシャル層36およびn型エピタキシャル層32を形成するためのエピタキシャル成長は、たとえば原料ガスとしてシラン(SiH4)とプロパン(C3H8)との混合ガスを用い、キャリアガスとしてたとえば水素ガス(H2)を用いたCVD法により実施することができる。また、このとき、導電型がp型の不純物としては、たとえばアルミニウム(Al)などを導入し、導電型がn型の不純物としてたとえば窒素(N)やリン(P)を導入することが好ましい。
First, referring to FIG. 19, p
次に、n型エピタキシャル層32の上部表面層にイオン注入を行なうことにより、p型半導体層33およびn型ソースコンタクト層34を形成する。p型半導体層33を形成するためのイオン注入においては、たとえばアルミニウム(Al)などの導電型がp型の不純物をイオン注入する。このとき、注入するイオンの加速エネルギーを調整することによりp型半導体層33が形成される領域の深さを調整することができる。
Next, ion implantation is performed on the upper surface layer of the n-
次に導電型がn型の不純物を、p型半導体層33が形成されたn型エピタキシャル層32へイオン注入することにより、n型ソースコンタクト層34を形成する。n型の不純物としてはたとえばリンなどを用いることができる。このようにして、図20に示す構造を得る。
Next, an n-type
次に、図19に示すように、n型ソースコンタクト層34の上部表面上にマスク層17を形成する。マスク層17として、たとえばシリコン酸化膜などの絶縁膜を用いることができる。マスク層17の形成方法としては、図9において説明したマスク層17の製造方法と同様の方法を用いることができる。この結果、図21に示した溝16が形成されるべき領域に開口パターンを有するマスク層17が形成される。
Next, as shown in FIG. 19, a
そして、このマスク層17をマスクとして用いて、n型ソースコンタクト層34、p型半導体層33およびn型エピタキシャル層32の一部をエッチングにより除去する。エッチングの方法などは、図9に示した工程と同様の方法を用いることができる。このようにして、図21に示す構造を得る。
Then, part of n-type
次に、n型エピタキシャル層32、p型半導体層33およびn型ソースコンタクト層34において所定の結晶面を表出させる熱エッチング工程を実施する。この熱エッチング工程の条件は、図10を参照して説明した熱エッチング工程の条件と同様の条件を用いることができる。この結果、図22に示すように基板31の主表面に対して傾斜した側面20を有する溝6を形成することができる。なお、この側面20に表出する結晶面の面方位は{0−33−8}となっている。このようにして、図22に示すような構造を得る。
Next, a thermal etching process for exposing a predetermined crystal plane in the n-
次に、マスク層17をエッチングなど任意の方法により除去する。その後、図11に示した工程と同様に、溝6の内部からn型ソースコンタクト層34の上部表面上にまで延在するように、所定のパターンを有するレジスト膜(図示せず)を、フォトリソグラフィ法を用いて形成する。レジスト膜としては、溝6の底部およびn型ソースコンタクト層34の上部表面の一部に開口パターンが形成されているものを用いる。そして、このレジスト膜をマスクとして用いて、導電型がp型の不純物をイオン注入することにより、溝6の底部に電界緩和領域7を形成し、n型ソースコンタクト層34の一部領域に導電型がp型のコンタクト領域35を形成する。その後レジスト膜を除去する。この結果、図23に示すような構造を得る。
Next, the
そして、上述したイオン注入により注入された不純物を活性化するための活性化アニール工程を実施する。この活性化アニール工程においては、すでに説明した本発明の実施の形態1、2の場合と同様に、炭化珪素からなるエピタキシャル層の表面(具体的には溝6の側面20上)に特に保護膜(キャップ層)を形成することなくアニール処理を実施する。また、たとえばn型ソースコンタクト層34およびp型のコンタクト領域35の上部表面上のみにキャップ層を設けた構成として、活性化アニール処理を実施してもよい。
Then, an activation annealing step for activating the impurities implanted by the above-described ion implantation is performed. In this activation annealing step, a protective film is particularly formed on the surface of the epitaxial layer made of silicon carbide (specifically, on the
次に、図24に示すように、溝6の内部からn型ソースコンタクト層4およびp型のコンタクト領域5の上部表面上にまで延在するようにゲート絶縁膜8を形成する。ゲート絶縁膜8の材質や形成方法は、図13におけるゲート絶縁膜8の材質や形成方法と同様である。このようにして、図24に示す構造を得る。
Next, as shown in FIG. 24,
次に、図25に示すように、溝6の内部を充填するように、ゲート絶縁膜8上にゲート電極9を形成する。ゲート電極9の形成方法としては、図14に示したゲート電極9の形成方法と同様の形成方法を用いることができる。このようにして、図25に示す構造を得る。
Next, as shown in FIG. 25, a
次に、ゲート電極9の上部表面、およびp型のコンタクト領域35上において露出しているゲート絶縁膜8の上部表面上を覆うように層間絶縁膜10(図26参照)を形成する。層間絶縁膜10としては、絶縁性を有する材料であれば任意の材料を用いることができる。そして、図15に示した工程と同様に、層間絶縁膜10およびゲート絶縁膜8には開口部11(図26参照)が形成される。当該開口部11の形成方法は、図15における開口部の形成方法と同様である。この開口部11の底部においては、p型のコンタクト領域35およびn型ソースコンタクト層34の一部が露出した状態となる。
Next, interlayer insulating film 10 (see FIG. 26) is formed so as to cover the upper surface of
その後、図15において説明した方法と同様の方法を用いて、開口部11の内部に充填された導電体膜によりソース電極12を形成する。このソース電極12はp型のコンタクト領域35およびn型ソースコンタクト層34とオーミック接触したオーミック電極である。
Thereafter, the
また、基板31の裏面側(n型エピタキシャル層32が形成された主表面と反対側の表面側)に、ドレイン電極14(図26参照)を形成する。ドレイン電極14としては、基板1とオーミック接触が可能な材料であれば任意の材料を用いることができる。このようにして、図26に示す構造を得る。
Further, the drain electrode 14 (see FIG. 26) is formed on the back surface side of the substrate 31 (surface side opposite to the main surface on which the n-
その後、ソース電極12の上部表面に接触するとともに、層間絶縁膜10の上部表面上に延在するソース配線電極13(図15参照)、およびドレイン電極14の表面に形成された裏面保護電極15(図15参照)をそれぞれスパッタリング法などの任意の方法を用いて形成する。この結果、図18に示す半導体装置を得ることができる。
Thereafter, the upper surface of the
(参考例)
図27を参照して、本発明による半導体装置の参考例を説明する。
(Reference example)
A reference example of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG.
図27を参照して、本発明の参考例である半導体装置は、PiNダイオードであって、炭化珪素からなる基板1と、導電型がn型であって、基板1における導電性不純物の濃度よりも低い導電性不純物濃度を有し、表面にリッジ構造を有するn-エピタキシャル層42と、n-エピタキシャル層42の表面に形成されたリッジ構造44中に形成され、n-エピタキシャル層42と接続されたp+半導体層43と、リッジ構造44の周囲に形成されたガードリング45とを備える。基板1は、炭化珪素からなり、導電型がn型である。n-エピタキシャル層42は、基板1の主表面上に形成されている。n-エピタキシャル層42の表面には、側面20が基板1の主表面に対して傾斜しているリッジ構造44が形成されている。リッジ構造44の上部表面を含む層には導電型がp型であるp+半導体層43が形成されている。このリッジ構造44の周囲を取囲むように、導電型がp型の領域であるガードリング45が形成されている。ガードリング45は、リッジ構造44を囲むように環状に形成されている。リッジ構造44の側面20は、特定の結晶面(たとえば{0−33−8}面)により構成されている。つまり、リッジ構造44は、上述した特定の結晶面({0−33−8}面)と等価な6つの面によって構成されている。このため、リッジ構造44の上部表面や底部の平面形状は六角形状となっている。
Referring to FIG. 27, a semiconductor device which is a reference example of the present invention is a PiN diode, and includes a
このような構造の半導体装置においても、リッジ構造44の側面20が図5に示した溝6の側面20と同様に安定な結晶面となっていることから、他の結晶面が当該側面20となっている場合より、当該側面20からのリーク電流を十分低減できる。
Also in the semiconductor device having such a structure, the
次に、図27に示した半導体装置の製造方法を説明する。図27に示した半導体装置の製造方法としては、まず炭化珪素からなる基板1を準備する。基板1としてはたとえば結晶型が六方晶の炭化珪素からなる基板を用いる。この基板1の主表面上にエピタキシャル成長法を用いてn-エピタキシャル層42を形成する。このn-エピタキシャル層42の表面層に導電型がp型の不純物をイオン注入することにより、p+半導体層43となるべきp型の半導体層を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 27 will be described. As a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 27, first, a
その後、リッジ構造44(図27参照)となるべき領域にシリコン酸化膜からなる島状のマスクパターンを形成する。このマスクパターンの平面形状はたとえば六角形状としてもよいが、他の任意の形状(たとえば丸や四角など)としてもよい。そして、このマスクパターンが形成された状態で、p+半導体層43およびn-エピタキシャル層42を部分的にエッチングにより除去する。この結果、マスクパターンの下にリッジ構造44となるべき凸部が形成された状態となる。
Thereafter, an island-shaped mask pattern made of a silicon oxide film is formed in a region to be the ridge structure 44 (see FIG. 27). The planar shape of the mask pattern may be a hexagonal shape, for example, but may be any other shape (for example, a circle or a square). Then, with this mask pattern formed, p + semiconductor layer 43 and n − epitaxial layer 42 are partially removed by etching. As a result, a convex portion to be the
そして、上述した本発明の実施の形態2における図9に示した工程と同様に熱エッチング工程を実施することにより、凸部の側面をエッチングにより除去し、図27に示した傾斜する側面20を得る。その後、マスクパターンを除去する。さらに、全体を覆うように所定のパターンを有するレジスト膜を形成する。当該レジスト膜には、ガードリング45となるべき領域に開口パターンが形成されている。このレジスト膜をマスクとして用いて、n-エピタキシャル層42に導電型がp型の不純物を注入することにより、ガードリング45を形成する。その後、レジスト膜を除去する。そして、ガードリング45を形成するための上記イオン注入後に、活性化アニール処理を行なう、当該活性化アニール処理においては、少なくとも側面20を覆うようなキャップ層を形成することなく加熱処理を行なってもよい。この結果、図27に示す半導体装置を得ることができる。
Then, by performing the thermal etching process in the same manner as the process shown in FIG. 9 in the second embodiment of the present invention described above, the side surface of the convex portion is removed by etching, and the
次に、図28を参照して、図27に示した半導体装置の変形例を説明する。
図28に示した半導体装置は、本発明による半導体装置となっており、基本的には図27に示した半導体装置と同様の構造を備えるが、ガードリング45(図27参照)に代えてJTE(Junction Termination Extension)領域46が形成されている点が異なる。JTE領域46は、導電型がp型の領域である。このようなJTE領域46も、図27に示したガードリング45と同様にイオン注入および活性化アニールを実施することにより形成することができる。そして、図27に示した半導体装置の製造方法と同様に、図28に示した半導体装置の製造方法においても、JTE領域46を形成するためのイオン注入後の活性化アニール処理においては、少なくとも側面20を覆うようなキャップ層を形成することなく活性化アニール処理を実施する。このようにしても、側面20は安定な結晶面(たとえば{0−33−8}面)によって構成されているため、当該活性アニールによっても側面20の表面が荒れるといった問題は発生しない。また、上記図27および図28に示したガードリング45および/またはJET構造は、先に説明した本発明による半導体装置の実施の形態1〜実施の形態3に適用することもできる。
Next, a modification of the semiconductor device shown in FIG. 27 will be described with reference to FIG.
The semiconductor device shown in FIG. 28 is a semiconductor device according to the present invention, and basically has the same structure as that of the semiconductor device shown in FIG. 27, but is replaced with a JTE instead of the guard ring 45 (see FIG. 27). (Junction Termination Extension)
上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を以下に列挙する。 Although there is a part which overlaps with embodiment mentioned above, the characteristic structure of this invention is enumerated below.
本発明に従った半導体装置の製造方法は、実質的に{0−33−8}面を含む表面を有する炭化珪素層(耐圧保持層2、n型エピタキシャル層32およびn-エピタキシャル層42)が主表面上に形成された基板を準備する工程(図2の工程(S10)および工程(S20))と、炭化珪素層に導電性不純物を注入する工程(図2の工程(S30))と、注入された導電性不純物を活性化するための熱処理を行なう工程(図2の工程(S40))とを備える。熱処理を行なう工程(S40)では、炭化珪素層の表面が熱処理を行なうための雰囲気ガスに露出した状態になっている。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a silicon carbide layer (withstand
このようにすれば、炭化珪素層に対するイオン注入後の活性化アニール時に保護膜(キャップ層)を形成する必要が無いため、保護膜を形成する場合より半導体装置の製造工程を簡略化できる。したがって、半導体装置の製造コストを低減することができる。 In this way, it is not necessary to form a protective film (cap layer) during activation annealing after ion implantation for the silicon carbide layer, so that the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified as compared with the case of forming the protective film. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
上記半導体装置の製造方法において、基板を準備する工程は、炭化珪素層において基板の主表面に対して傾斜した端面(側面20)を形成する工程(図9、図10、図16、図17に示す工程)を含んでいてもよい。側面20は実質的に{0−33−8}面を含む表面となっていてもよい。ここで、上記{0−33−8}面を主表面として炭化珪素層をエピタキシャル成長させることは比較的難しい。一方、基板1に形成される炭化珪素層について、主表面の面方位が(0001)面に対して微小な角度(たとえば8°程度)のオフ角を有するようにして、炭化珪素層のエピタキシャル成長を行なうことは技術的にもある程度確立されている。そして、このような炭化珪素層を加工することで上記{0−33−8}面となっている端面を形成すれば、比較的容易に上記{0−33−8}面を表面(側面20)として含む炭化珪素層を得ることができる。
In the semiconductor device manufacturing method, the step of preparing the substrate is a step of forming an end surface (side surface 20) inclined with respect to the main surface of the substrate in the silicon carbide layer (FIGS. 9, 10, 16, and 17). Steps shown) may be included. The
また、本発明に従った半導体装置は、主表面を有する基板1と、当該基板1の主表面上に形成され、主表面に対して傾斜した端面(側面20)を含む炭化珪素層(図6の耐圧保持層2、半導体層3、n型ソースコンタクト層4、およびp型のコンタクト領域5、あるいは図18のn型エピタキシャル層32、p型半導体層33、n型ソースコンタクト層34、p型のコンタクト領域35およびn-エピタキシャル層42)とを備える。側面20は実質的に{0−33−8}面を含む。また、側面20は導電性不純物の注入領域(イオン注入領域)を含む。また、側面20はチャネル領域を含んでいてもよい。上記側面20は複数形成されていてもよい。当該複数の側面20はいずれも実質的に{0−33−8}面と等価な面により構成されていてもよい。
A semiconductor device according to the present invention includes a
このようにすれば、上記側面20に対するイオン注入を行なった後の活性化アニールでは、とくに保護膜を形成することなく当該活性化アニールを実施できるため、製造コストの抑制された半導体装置を得ることができる。
In this way, since the activation annealing can be performed without forming a protective film in the activation annealing after ion implantation is performed on the
また、炭化珪素層の側面20が実質的に上記{0−33−8}面になっているため、これらのいわゆる半極性面となっている側面20をイオン注入領域にすることで、当該イオン注入領域を半導体装置のたとえばチャネル領域(能動領域)として利用することができる。ここで、上記側面20は安定な結晶面であって高いチャネル移動度が得られる。そのため、当該側面20をイオン注入することにより構成されるチャネル領域に利用した場合、他の結晶面(たとえば(0001)面)をチャネル領域に利用した場合より、高いチャネル移動度を示す高品質の半導体装置を実現できる。また、側面20が実質的に{0−33−8}面を含むため、当該端面の結晶方位が当該{0−33−8}面に対してずれた場合のように側面20にステップ(段差)が多数存在し、チャネル移動度が低下するといった問題の発生を抑制できる。
Further, since the
上記半導体装置において、炭化珪素層は、基板1と対向する面と反対側に位置する主表面において、上記側面20が側面を構成する複数のメサ構造を含んでいてもよい。複数のメサ構造の間に位置し、側面20と連なる炭化珪素層の表面部分(溝6の底部)が実質的に{000−1}面となっていてもよい。なお、ここで当該表面部分が実質的に{000−1}面であるとは、当該表面部分を構成する結晶面が{000−1}面となっている場合、および表面部分を構成する結晶面について、<1−100>方向における{000−1}面に対するオフ角が−3°以上3°以下の面となっていることを意味する。また、上記オフ角は−1°以上11°以下であることが好ましく、また、表面部分を構成する結晶面は{000−1}面となっていることがより好ましい。
In the semiconductor device, the silicon carbide layer may include a plurality of mesa structures in which the
この場合、メサ構造の間の上記表面部分も、安定な{000−1}面(いわゆるジャスト面)となっているので、上述した活性化アニールなどの熱処理時に、当該表面部分を保護するキャップ層を形成しなくても、当該熱処理により上記表面部分やメサ構造の上部表面はほとんど荒れない。そのため、活性化アニールなどの熱処理のため、表面部分上にキャップ層を形成する工程を省略できる。 In this case, since the surface portion between the mesa structures is also a stable {000-1} plane (so-called just surface), the cap layer that protects the surface portion during the heat treatment such as the activation annealing described above. Even without forming, the surface portion and the upper surface of the mesa structure are hardly roughened by the heat treatment. Therefore, the step of forming a cap layer on the surface portion can be omitted for heat treatment such as activation annealing.
上記半導体装置では、複数のメサ構造において側面20と連なる上部表面の平面形状が図5や図12に示すように六角形であってもよく、複数のメサ構造は、少なくとも3つのメサ構造を含んでいてもよい。複数のメサ構造は、平面視したときの中心を結んだ線分により正三角形が形成されるように配置されていてもよい。この場合、メサ構造を最も稠密に配置することができるので、1つの基板1、31により多くのメサ構造を形成できる。このため、メサ構造を利用した半導体装置を、1つの基板1、31から極力多く形成することができる。
In the semiconductor device, the planar shape of the upper surface continuous with the
上記半導体装置において、図5や図12などに示すメサ構造の上部表面が実質的に{000−1}面となっていてもよい。この場合、メサ構造の上部表面も、安定な{000−1}面(いわゆるジャスト面)となっているので、上述した活性化アニールなどの熱処理時に、当該メサ構造の上部表面を保護するキャップ層を形成しなくても、当該熱処理によりメサ構造の上部表面はほとんど荒れない。したがって、活性化アニールなどの熱処理のためメサ構造の上部表面上にキャップ層を形成する工程を省略できる。 In the semiconductor device, the upper surface of the mesa structure shown in FIGS. 5 and 12 or the like may be substantially a {000-1} plane. In this case, since the upper surface of the mesa structure is also a stable {000-1} plane (so-called just plane), the cap layer that protects the upper surface of the mesa structure during the heat treatment such as the activation annealing described above. Even without forming, the upper surface of the mesa structure is hardly roughened by the heat treatment. Therefore, the step of forming a cap layer on the upper surface of the mesa structure for heat treatment such as activation annealing can be omitted.
上記半導体装置または半導体装置の製造方法において、熱処理を行なう工程の後における炭化珪素層の表面である側面20の表面粗さは、JIS B0601に規定する二乗平均平方根粗さ(Rq:旧RMS)で10nm以下となっていてもよい。この場合、側面20の表面荒れに起因する不良の発生を抑制することができる。
In the semiconductor device or the method for manufacturing a semiconductor device, the surface roughness of the
上記半導体装置は、図6や図18に示すように、メサ構造の上部表面上に形成されたソース電極12と、複数のメサ構造の間に形成されたゲート電極9とを備えていてもよい。この場合、ソース電極12やゲート電極9が比較的形成しやすい位置に配置されることになるので、当該半導体装置の製造工程が複雑化することを抑制できる。
As shown in FIGS. 6 and 18, the semiconductor device may include a
上記半導体装置は、複数のメサ構造の間に形成された電界緩和領域7をさらに備えていてもよい。この場合、基板1、31の裏面側(基板1、31において炭化珪素が形成された主表面と反対側の裏面側)にドレイン電極14を形成したときに、当該電界緩和領域7が存在することでメサ構造の間の電極(たとえばゲート電極9)とドレイン電極14との間の耐圧を高めることができる。
The semiconductor device may further include an electric
この発明に従った半導体装置の製造方法は、図8や図20に示す主表面上に炭化珪素層が形成された基板1、31を準備する工程と、図7および図8、あるいは図21および図22に示すように炭化珪素層において、基板1、31の主表面に対して傾斜した端面(側面20)を形成する工程と、側面20上に絶縁膜(ゲート絶縁膜8)を形成する工程と、ゲート絶縁膜8上にゲート電極9を形成する工程とを備える。端面を形成する工程では、当該端面(側面20)が実質的に{0−33−8}面を含むように形成される。このようにすれば、本発明による半導体装置を容易に製造することができる。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of preparing
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程では、炭化珪素層において、基板1、31と対向する面と反対側に位置する主表面に、端面(側面20)が側面を構成する複数のメサ構造が形成されてもよい。この場合、メサ構造の側面20が実質的に{0−33−8}面を含むため、当該側面20をチャネル領域に利用したMOSFETやIGBTなどを容易に形成することができる。なお、上記半導体装置の製造方法は、図15や図26に示すようにメサ構造の上部表面上にソース電極12を形成する工程をさらに備えていてもよい。
In the semiconductor device manufacturing method, in the step of forming the end surface, a plurality of end surfaces (side surfaces 20) form side surfaces on the main surface of the silicon carbide layer located on the opposite side of the surface facing the
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程では、図12などに示すように上部表面の平面形状が六角形であるメサ構造が形成されてもよい。この場合、メサ構造の上記側面20を、実質的に{0−33−8}面のみによって構成することができる。このため、メサ構造の外周の側面20すべてをチャネル領域として利用して、半導体装置の集積度を向上させることができる。
In the semiconductor device manufacturing method, in the step of forming the end face, a mesa structure in which the planar shape of the upper surface is a hexagon may be formed as shown in FIG. In this case, the
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程は、図9や図21に示すようにマスク層17を形成する工程と、図9および図10または図21および図22に示すようにメサ構造を形成する工程とを含んでいてもよい。マスク層17を形成する工程では、炭化珪素層の主表面上に、平面形状が六角形状である複数のマスク層17を形成してもよい。メサ構造を形成する工程では、上記マスク層17をマスクとして用いて、上部表面の平面形状が六角形のメサ構造を形成してもよい。この場合、マスク層17のパターンの位置によって、形成されるメサ構造の位置(つまり側面20の位置)を制御することができる。このため、形成される半導体装置のレイアウトの自由度を高めることができる。
In the semiconductor device manufacturing method, the step of forming the end face includes the step of forming the
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程は、図9および図10または図21および図22に示すように、マスク層17を形成する工程と、凹部(図9や図21の溝16)を形成する工程と、図10や図22に示すメサ構造を形成する工程とを含んでいてもよい。マスク層17を形成する工程では、炭化珪素層の主表面上に、互いに間隔を隔てて、平面形状が六角形状である複数のマスク層17を形成してもよい。凹部(溝16)を形成する工程では、上記マスク層17をマスクとして用いて、複数のマスク層17の間において露出する炭化珪素層を部分的に除去することにより、炭化珪素層の主表面に凹部(溝16)を形成してもよい。メサ構造を形成する工程では、溝16の側壁を部分的に除去することにより、上部表面の平面形状が六角形のメサ構造を形成してもよい。この場合、メサ構造を形成するために溝16の側壁を部分的に除去する(たとえば熱エッチングする)時間を、マスク層17をマスクとして炭化珪素層に溝16を予め形成しない場合より短くできる。
In the manufacturing method of the semiconductor device, the step of forming the end face includes the step of forming the
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程では、メサ構造の側面20を自己形成的に形成してもよい。具体的には、炭化珪素層に対して所定の条件のエッチング(たとえば、酸素と塩素との混合ガスを反応ガスとして、加熱温度を700℃以上1200℃以下とした熱エッチング)を行なうことで、当該エッチングにおけるエッチング速度の最も遅い面である上記{0−33−8}面を自己形成的に表出させてもよい。あるいは、図16に示すように、側面20となるべき面を通常のエッチングにより形成した後、当該面上に珪素膜(Si被膜21)を形成し、当該Si被膜21が存在する状態で炭化珪素層を加熱することで、当該面上にSiC再構成層22を形成し、結果的に上記{0−33−8}面を形成してもよい。この場合、側面20において上記{0−33−8}面を安定して形成することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the end face, the
上記半導体装置の製造方法において、端面を形成する工程では、メサ構造の側面20と、複数のメサ構造の間に位置し、側面20と連なる炭化珪素層の表面部分(溝6の底壁)とを自己形成的に形成してもよい。具体的には、上記熱エッチングやSiC再構成層22の形成といった手法を用いて、上記メサ構造の側面20として{0−33−8}面を表出させるとともに、上記溝6の底壁にて所定の結晶面(たとえば(0001)面または(000−1)面)を表出させてもよい。この場合、側面20とともに溝6の底壁においても所定の結晶面({0−33−8}面)を安定して形成することができる。
In the semiconductor device manufacturing method, in the step of forming the end face, the
また、異なる観点から言えば、上記半導体装置は、図3、図5、図6、図18、図27、図28などに示すように、主表面を有する基板1、31と、炭化珪素層(図6の耐圧保持層2、半導体層3、n型ソースコンタクト層4、およびp型のコンタクト領域5、あるいは図18のn型エピタキシャル層32、p型半導体層33、n型ソースコンタクト層34、p型のコンタクト領域35、あるいは図27および図28のn-エピタキシャル層42およびp+半導体層43)とを備える。炭化珪素層は、基板1、31の主表面上に形成される。炭化珪素層は、主表面に対して傾斜した端面である側面20を含む。側面20は、炭化珪素層の結晶型が六方晶の場合には実質的に{0−33−8}面および{01−1−4}面のいずれか一方を含み、炭化珪素層の結晶型が立方晶の場合には実質的に{111}面を含む。
From a different point of view, the semiconductor device includes, as shown in FIGS. 3, 5, 6, 18, 18, 27, 28, etc.,
このようにすれば、炭化珪素層に形成される側面20が実質的に上記{0−33−8}面、{01−1−4}面および{111}面のいずれかになっているため、これらのいわゆる半極性面となっている側面20を半導体装置の能動領域(たとえばチャネル領域や導電性不純物が注入されて形成される導電領域)として利用することができる。そして、これらの側面20は安定な結晶面であるため、当該側面20をチャネル領域などの能動領域に利用した場合、他の結晶面(たとえば(0001)面)をチャネル領域に利用した場合より、リーク電流を十分低減できるとともに、高い耐圧を得ることができる。
In this case, the
上記半導体装置において、側面20は図6や図18に示すように能動領域を含んでいてもよい。また、上記半導体装置において、具体的には能動領域はチャネル領域を含む。この場合、上述したリーク電流の低減や高耐圧といった特性を確実に得ることができる。
In the semiconductor device, the
上記半導体装置において、炭化珪素層は、基板1、31と対向する面と反対側に位置する主表面において、図27および図28に示すように、上記側面20が側面を構成するメサ構造を含んでいてもよい。メサ構造中にPN接合部(図27や図28のn-エピタキシャル層42とp+半導体層43との接合部)が形成されていてもよい。この場合、メサ構造の側壁である側面20が上述した結晶面となっているので、当該側面20からのリーク電流を低減できる。
In the semiconductor device, the silicon carbide layer includes a mesa structure in which the
上記半導体装置において、図28に示すように、側面20の少なくとも一部は終端構造(JTE領域46)を構成してもよい。この場合、側面20に形成された終端構造におけるリーク電流を低減するとともに、当該終端構造の高耐圧化を図ることができる。
In the semiconductor device, as shown in FIG. 28, at least a part of the
また、この発明に従った半導体装置の製造方法は、図8や図20に示すように炭化珪素層が形成された基板1、31を準備する工程と、図10および図11、あるいは図21および図22に示すように炭化珪素層の主表面に対して傾斜した端面(側面20)を形成する工程と、図11〜図17、あるいは図23〜図26に示すように、当該端面(側面20)を利用して、半導体装置に含まれる構造を形成する工程とを備える。端面(側面20)を形成する工程では、炭化珪素層に、酸素および塩素を含有する反応ガスを接触させながら、炭化珪素層を加熱して、炭化珪素層の主表面を部分的にエッチングにより除去することにより、炭化珪素層の主表面(たとえば図10、図22のn型ソースコンタクト層4、34の上部表面)に対して傾斜した端面(側面20)を形成する。端面(側面20)は、炭化珪素層の結晶型が六方晶の場合には実質的に{0−33−8}面および{01−14}面のいずれか一方を含み、炭化珪素層の結晶型が立方晶の場合には実質的に{111}面を含む。この場合、本発明による半導体装置を容易に製造することができる。
Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of preparing
また、この発明に従った基板の加工方法は、図8や図20に示すように炭化珪素層が形成された基板1、31を準備する工程と、図9および図10または図21および図22に示すように炭化珪素層の主表面に対して傾斜した端面(側面20)を形成する工程とを備える。端面(側面20)を形成する工程では、炭化珪素層に、酸素および塩素を含有する反応ガスを接触させながら、炭化珪素層を加熱して、炭化珪素層の主表面を部分的にエッチングにより除去することにより、炭化珪素層の主表面に対して傾斜した側面20を形成する。側面20は、炭化珪素層の結晶型が六方晶の場合には実質的に{0−33−8}面および{01−14}面のいずれか一方を含み、炭化珪素層の結晶型が立方晶の場合には実質的に{111}面を含む。この場合、上述した結晶面を含む側面20を有する炭化珪素層が形成された基板を容易に得ることができる。
Further, the substrate processing method according to the present invention includes a step of preparing
上記半導体装置の製造方法または上記基板の加工方法は、端面(側面20)を形成する工程に先立って、図9や図21に示すように、炭化珪素層の主表面上に、パターンを有するマスク層17を形成する工程をさらに備えていてもよい。端面(側面20)を形成する工程では、マスク層17をマスクとして用いてエッチングを行なってもよい。この場合、マスク層17のパターンの位置によって、形成される側面20の位置を制御することができる。このため、形成される半導体装置のレイアウトの自由度を高めることができる。
Prior to the step of forming the end face (side surface 20), the semiconductor device manufacturing method or the substrate processing method includes a mask having a pattern on the main surface of the silicon carbide layer, as shown in FIGS. A step of forming the
また、マスク層17をマスクとして用いた上記エッチングによって予め炭化珪素層の一部を除去しておき、その後、図10や図22に示すように、酸素および塩素を含有する反応ガスを接触させながら、前記炭化珪素層を加熱することにより、前記炭化珪素層の主表面を部分的にエッチング(熱エッチング)により除去することが好ましい。この場合、側面20を形成するための熱エッチングに要する時間を、マスク層17をマスクとした上記エッチングを予め行なわない場合より短くできる。
Further, a part of the silicon carbide layer is previously removed by the etching using the
上記半導体装置の製造方法または上記基板の加工方法にて、端面(側面20)を形成する工程において用いる反応ガスでは、塩素の流量に対する酸素の流量の比率が0.25以上2.0以下であってもよい。この場合、上記{0−33−8}面、{01−1−4}面または{111}面を含む端面を確実に形成することができる。 In the reaction gas used in the step of forming the end face (side surface 20) in the semiconductor device manufacturing method or the substrate processing method, the ratio of the oxygen flow rate to the chlorine flow rate is 0.25 to 2.0. May be. In this case, the end face including the {0-33-8} plane, the {01-1-4} plane, or the {111} plane can be reliably formed.
上記半導体装置の製造方法または上記基板の加工方法では、端面(側面20)を形成する工程において炭化珪素層を加熱する温度が700℃以上1200℃以下であってもよい。また、上記加熱する温度の下限は800℃、より好ましくは900℃とすることができる。また、上記加熱する温度の上限はより好ましくは1100℃、さらに好ましくは1000℃としてもよい。この場合、上記{0−33−8}面、{01−1−4}面または{111}面を含む端面を形成する熱エッチング工程でのエッチング速度を十分実用的な値とすることができるので、当該工程の処理時間を十分短くすることができる。 In the semiconductor device manufacturing method or the substrate processing method, the temperature for heating the silicon carbide layer in the step of forming the end surface (side surface 20) may be 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. Moreover, the minimum of the said temperature to heat can be 800 degreeC, More preferably, it can be 900 degreeC. Further, the upper limit of the heating temperature is more preferably 1100 ° C, and even more preferably 1000 ° C. In this case, the etching rate in the thermal etching process for forming the end face including the {0-33-8} plane, the {01-1-4} plane, or the {111} plane can be set to a sufficiently practical value. Therefore, the processing time of the process can be sufficiently shortened.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、炭化珪素層を利用した半導体装置に特に有利に適用される。 The present invention is particularly advantageously applied to a semiconductor device using a silicon carbide layer.
1,31 基板、2 耐圧保持層、3 p型ボディ層(p型半導体層)、4,34 n型ソースコンタクト層、5,35 コンタクト領域、6,16 溝、7 電界緩和領域、8 ゲート絶縁膜、9 ゲート電極、10 層間絶縁膜、11 開口部、12 ソース電極、13 ソース配線電極、14,112 ドレイン電極、15 裏面保護電極、17 マスク層、20 側面、21 Si被膜、22 SiC再構成層、32 n型エピタキシャル層、33 p型半導体層、36 p型エピタキシャル層、42 n-エピタキシャル層、43 p+半導体層、44 リッジ構造、45 ガードリング、46 JTE領域、101 半導体装置。 1,31 substrate, 2 breakdown voltage holding layer, 3 p-type body layer (p-type semiconductor layer), 4,34 n-type source contact layer, 5,35 contact region, 6,16 groove, 7 electric field relaxation region, 8 gate insulation Film, 9 gate electrode, 10 interlayer insulating film, 11 opening, 12 source electrode, 13 source wiring electrode, 14, 112 drain electrode, 15 back surface protection electrode, 17 mask layer, 20 side surface, 21 Si coating, 22 SiC reconstruction Layer, 32 n type epitaxial layer, 33 p type semiconductor layer, 36 p type epitaxial layer, 42 n − epitaxial layer, 43 p + semiconductor layer, 44 ridge structure, 45 guard ring, 46 JTE region, 101 semiconductor device.
Claims (7)
前記炭化珪素層に導電性不純物を注入する工程と、
前記注入された導電性不純物を活性化するための熱処理を行なう工程とを備え、
前記熱処理を行なう工程では、前記炭化珪素層の表面は熱処理を行なうための雰囲気ガスに露出した状態になっている、半導体装置の製造方法。 Providing a substrate on which a silicon carbide layer having a surface substantially including a {0-33-8} plane is formed on a main surface;
Injecting conductive impurities into the silicon carbide layer;
Performing a heat treatment for activating the implanted conductive impurities,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step of performing the heat treatment, the surface of the silicon carbide layer is exposed to an atmosphere gas for performing the heat treatment.
前記端面が前記実質的に{0−33−8}面を含む表面となっている、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The step of preparing the substrate includes the step of forming an end surface inclined with respect to the main surface of the substrate in the silicon carbide layer,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the end surface is a surface substantially including the {0-33-8} plane.
前記基板の前記主表面上に形成され、前記主表面に対して傾斜した端面を含む炭化珪素層とを備え、
前記端面は実質的に{0−33−8}面を含み、
前記端面は導電性不純物の注入領域を含む、半導体装置。 A substrate having a main surface;
A silicon carbide layer formed on the main surface of the substrate and including an end face inclined with respect to the main surface;
The end face substantially comprises a {0-33-8} plane;
The end face includes a semiconductor impurity implantation region.
複数の前記メサ構造の間に位置し、前記側面と連なる前記炭化珪素層の表面部分が実質的に{000−1}面となっている、請求項3に記載の半導体装置。 The silicon carbide layer includes a plurality of mesa structures in which the end surface constitutes a side surface in a main surface located on the opposite side to the surface facing the substrate,
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the surface portion of the silicon carbide layer located between the plurality of mesa structures and continuing to the side surface is substantially a {000-1} plane.
複数の前記メサ構造は、少なくとも3つのメサ構造を含み、
複数の前記メサ構造は、平面視したときの中心を結んだ線分により正三角形が形成されるように配置されている、請求項4に記載の半導体装置。 In the plurality of mesa structures, the planar shape of the upper surface connected to the side surface is a hexagon,
The plurality of mesa structures includes at least three mesa structures;
The semiconductor device according to claim 4, wherein the plurality of mesa structures are arranged such that equilateral triangles are formed by line segments connecting the centers when viewed in plan.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013172124A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device |
WO2013172125A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device and method for producing same |
WO2014002589A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | 住友電気工業株式会社 | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device |
JP2014056913A (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Silicon carbide semiconductor device |
WO2014083969A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device, and method for producing same |
WO2014171211A1 (en) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | 住友電気工業株式会社 | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
JP2015015464A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Metal-oxide-semiconductor (mos) devices with increased channel periphery and methods of manufacture |
DE102017203126A1 (en) | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Fuji Electric Co., Ltd. | A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09199724A (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Denso Corp | Silicon carbide semiconductor device |
JP2005340685A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Silicon carbide semiconductor element |
JP2009231341A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Ulvac Japan Ltd | Annealing apparatus and heat treatment method of silicon carbide semiconductor substrate |
JP2010056183A (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Ulvac Japan Ltd | Annealing device, and thermal treatment method |
-
2010
- 2010-08-03 JP JP2010174665A patent/JP2012038771A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09199724A (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Denso Corp | Silicon carbide semiconductor device |
JP2005340685A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Silicon carbide semiconductor element |
JP2009231341A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Ulvac Japan Ltd | Annealing apparatus and heat treatment method of silicon carbide semiconductor substrate |
JP2010056183A (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Ulvac Japan Ltd | Annealing device, and thermal treatment method |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8878192B2 (en) | 2012-05-18 | 2014-11-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
WO2013172125A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device and method for producing same |
JP2013243179A (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Silicon carbide semiconductor device |
WO2013172124A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device |
WO2014002589A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | 住友電気工業株式会社 | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device |
JP2014007310A (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Silicon carbide semiconductor device manufacturing method and silicon carbide semiconductor device |
CN104321876A (en) * | 2012-06-26 | 2015-01-28 | 住友电气工业株式会社 | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device |
JP2014056913A (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Silicon carbide semiconductor device |
CN104541376A (en) * | 2012-09-12 | 2015-04-22 | 住友电气工业株式会社 | Silicon carbide semiconductor device |
US9679986B2 (en) | 2012-09-12 | 2017-06-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
JP2014107500A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing the same |
WO2014083969A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device, and method for producing same |
CN104737297A (en) * | 2012-11-29 | 2015-06-24 | 住友电气工业株式会社 | Silicon carbide semiconductor device, and method for producing same |
US9224802B2 (en) | 2012-11-29 | 2015-12-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same |
WO2014171211A1 (en) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | 住友電気工業株式会社 | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
JP2014207403A (en) * | 2013-04-16 | 2014-10-30 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device manufacturing method |
US9793365B2 (en) | 2013-04-16 | 2017-10-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device having trench |
JP2015015464A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Metal-oxide-semiconductor (mos) devices with increased channel periphery and methods of manufacture |
DE102017203126A1 (en) | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Fuji Electric Co., Ltd. | A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device |
US9805944B2 (en) | 2016-03-17 | 2017-10-31 | Osaka University | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device |
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