JP2012142585A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】8度以下のオフ角度を有する炭化珪素基板(1)と、この基板上に形成された第1導電型の第1炭化珪素領域(2)と、この領域の表面に形成された第2導電型の第2炭化珪素領域(3)と、この領域の表面に形成され、不純物濃度が第2の炭化珪素領域と同程度に調整された第1導電型の第3炭化珪素領域(4)と、この領域の表面に選択的に形成された第1導電型の第4炭化珪素領域(5)と、第2炭化珪素領域の表面に形成された第2導電型の第5炭化珪素領域(6)と、第1炭化珪素領域から第3炭化珪素領域の少なくとも端部までを覆うように形成されたゲート絶縁膜(7)と、この上に形成されたゲート電極(8)とを具備し、第3炭化珪素領域の表面における、第3と第4炭化珪素領域の境界面は、オフ角度方向と90°以外の角度で交差するように形成されている。
【選択図】 図2
Description
SiC素子の基礎と応用、荒井和雄、吉田貞史共編、オーム社(2003年)、165〜168頁
図1は第1の実施形態に係るSiCMOSFETの概略2素子分の断面図で、図2の素子上面図に素子断面と記した部分の断面図に相当する。なお、図2においては、ゲート電極8、ソース電極9は図示されていない。SiCMOSFETは、図2に示すように複数のMOSFET素子が並列に形成されたものである。また、図2における参照番号13はリサーフ領域などの素子終端領域、14はn+ 型チャネルストッパである。
図16は、第2の実施形態に係る横型MOSFETの1素子分の構成を示す断面図である。基本的には、第1の実施形態のSiCMOSFETを横型にしたものと考えてよい。図16において、窒素が添加されたn+ 型SiC基板1の右上には、第1の実施形態と同様に、p型ボディ領域3とその中に形成されたn型ソース領域4が選択的に形成されている。このp型ボディ層3に隣接して、SiC基板1上の左側には、窒素が添加された低濃度のドリフト領域2が形成されている。
図23は、第3の実施形態に係るSiCMOSFETの摸式的断面図である。第1の実施形態と同一部分には同一番号を付して、詳細な説明を省略する。第3の実施形態が第1の実施形態と異なるところは、高抵抗ドリフト層2を2層に分け、下層のドリフト層21 の
所定の領域にn+ 型埋込み層31を選択的に形成したことである。下層のドリフト層21 を形成した段階で、転位線11が形成されていたとする。
2、21 ,22 ,23 …ドリフト層
3…ボディ領域(ベース領域)
4…ソース領域(エミッタ領域)
5…ソースコンタクト(エミッタコンタクト)
6…ボディコンタクト(ベースコンタクト)
7…ゲート絶縁膜
8…ゲート電極
9、15…ソース電極(エミッタ電極)
10…ドレイン電極
11,11´…転位線
12…基底面
13,14、22,23…絶縁膜
31…埋め込み高濃度領域
PR1〜PR4…フォトレジスト
Claims (6)
- 炭化珪素よりなり、基板表面の法線ベクトルが<0001>方向もしくは<000−1>方向に対して8度以下のオフ角度を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域の表面に形成された第2導電型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第2の炭化珪素領域と同程度に調整された第1導電型の第3の炭化珪素領域と、
前記第3の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第3の炭化珪素領域より高い第1導電型の第4の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第2の炭化珪素領域より高い第2導電型の第5の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域から、前記第2の炭化珪素領域を介して、前記第3の炭化珪素領域の少なくとも端部までを覆うように形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第4及び第5の炭化珪素領域上に形成された第1の主電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第2の主電極と、
を具備し、
前記第3の炭化珪素領域の表面における、前記第3の炭化珪素領域と前記第4の炭化珪素領域との境界面は、前記オフ角度方向と90°以外の角度で交差するように形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 炭化珪素よりなり、基板表面の法線ベクトルが<0001>方向もしくは<000−1>方向に対して8度以下のオフ角度を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域に隣接して、前記半導体基板上に形成された第2導電型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第2の炭化珪素領域と同程度に調整された第1導電型の第3の炭化珪素領域と、
前記第3の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第3の炭化珪素領域より高い第1導電型の第4の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域の表面に選択的に形成され、不純物濃度が前記第2の炭化珪素領域より高い第2導電型の第5の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域の上面に、前記第2の炭化珪素領域と離隔して形成され、不純物濃度が前記第1の炭化珪素領域よりも高い第1導電型の第6の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域から、前記第2の炭化珪素領域を介して、前記第3の炭化珪素領域の少なくとも端部までを覆うように形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第4及び第5の炭化珪素領域上に形成された第1の主電極と、
前記第6の炭化珪素領域上に形成された第2の主電極と、
を具備し、
前記第3の炭化珪素領域の表面における、前記第3の炭化珪素領域と前記第4の炭化珪素領域との境界面は、前記オフ角度方向と90°以外の角度で交差するように形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 炭化珪素よりなり、基板表面の法線ベクトルが<0001>方向もしくは<000−1>方向に対して8度以下のオフ角度を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1の炭化珪素層と、
前記第1の炭化珪素層の表面に、前記第1の炭化珪素層よりも高不純物濃度で埋め込まれた第1導電型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域を埋め込むように前記第1の炭化珪素層上に形成された第1導電型の第2の炭化珪素層と、
前記第2の炭化珪素層の上面に選択的に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第1の炭化珪素領域を端部とする前記第2の炭化珪素層の基底面が、前記第2の炭化珪素層の上面に露出する領域に対し、この領域を外れた部分の前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の炭化珪素層上に形成された第2導電型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域内の表面に形成された第1導電型の第3の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域上に形成された第1の主電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第2の主電極と、
をさらに具備し、前記ゲート絶縁膜は前記第2の炭化珪素層の一部から前記第2の炭化珪素領域を介し、前記第3の炭化珪素領域の少なくとも端部にかけて、連続的に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板が第1導電型で、MOSFETを形成することを特徴とする請求項1または請求項4に記載の半導体装置。
- 前記半導体基板が第2導電型で、IGBTを形成することを特徴とする請求項1または請求項4に記載の半導体装置。
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