JP2012235001A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an electric field applied to a gate insulating film when a reverse bias is applied, and to reduce the channel resistance while making the distribution of the on current uniform in a semiconductor device having a MOS structure.SOLUTION: A MOSFET has a plurality of well regions 20 formed in a drift layer 2, and a region contiguous to the region between the well regions 20 in the drift layer 2 becomes a junction termination extension (JTE) region. A source region 12, a source extension region 10 connected with the source region 12, and a junction field effect transistor (JFET) extension region 11 connected with a JFET region are formed in each well region 20, and the region between the source extension region 10 and the JFET extension region 11 becomes a channel region. The JFET extension regions 11 of adjoining well regions 20 are separated from each other.

Description

本発明は半導体装置、特に、金属/絶縁体/半導体接合構造(MOS構造)のゲート電極を有する半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a gate electrode of a metal / insulator / semiconductor junction structure (MOS structure) and a manufacturing method thereof.

炭化珪素(SiC)半導体装置、とりわけ金属/絶縁体/半導体接合構造(MOS構造)のゲート電極を有する電界効果型トランジスタ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor;MOSFET)においては、パワーエレクトロニクスへの応用および搭載機器の省エネルギー化の観点から低損失化が求められている。特に、通電時における損失(オン損失)の低減、すなわちオン抵抗の低減は重要な課題である。オン抵抗を低減させる方法としては、チャネル抵抗やJFET(Junction Field Effect Transistor)領域の抵抗(JFET抵抗)を小さくすることが挙げられる。   Silicon carbide (SiC) semiconductor devices, especially field-effect transistors (MOSFETs) having metal / insulator / semiconductor junction structure (MOS structure) gate electrodes, are applied to power electronics. In addition, low loss is required from the viewpoint of energy saving of onboard equipment. In particular, reduction of loss (on-loss) during energization, that is, reduction of on-resistance is an important issue. As a method for reducing the on-resistance, it is possible to reduce the channel resistance and the resistance (JFET resistance) in the JFET (Junction Field Effect Transistor) region.

例えば特許文献1には、MOSFETを備える炭化珪素半導体装置において、隣り合うウェルおよびその間のJFET領域に跨るように、ウェルとは異なる導電型の不純物を導入した不純物拡散層を設けた構成が開示されている。この構成によれば、MOSFETのチャネル長が短くなると共に、JFET領域の抵抗が抑えられる。よって素子構造を微細化する目的でJFET領域を縮小させても、JFET領域の抵抗の上昇を抑制でき、むしろ半導体装置のオン抵抗を低減させることができる。   For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a silicon carbide semiconductor device including a MOSFET is provided with an impurity diffusion layer into which impurities of a conductivity type different from a well are introduced so as to straddle adjacent wells and a JFET region therebetween. ing. According to this configuration, the MOSFET channel length is shortened and the resistance of the JFET region is suppressed. Therefore, even if the JFET region is reduced for the purpose of miniaturizing the element structure, an increase in the resistance of the JFET region can be suppressed, and rather the on-resistance of the semiconductor device can be reduced.

特開2006−303323号公報JP 2006-303323 A

特許文献1の炭化珪素半導体装置では、上記の不純物拡散層は、隣り合うウェルおよびその間のJFET領域に跨って形成されており、当該不純物領域はJFET領域全体の上部に配設されている。それによりJFET抵抗の低減効果を得ることができるが、半導体装置に逆バイアスが印加されたときに、当該不純物拡散層の上面に接するゲート絶縁膜に加わる電界が高くなる。そのためゲート絶縁膜の信頼性が低下するという問題を招く恐れがある。   In the silicon carbide semiconductor device of Patent Document 1, the impurity diffusion layer is formed across adjacent wells and a JFET region therebetween, and the impurity region is disposed on the entire JFET region. Thereby, the effect of reducing the JFET resistance can be obtained, but when a reverse bias is applied to the semiconductor device, the electric field applied to the gate insulating film in contact with the upper surface of the impurity diffusion layer is increased. Therefore, there is a risk that the reliability of the gate insulating film is lowered.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、MOS構造を有する半導体装置において、逆バイアス印加時にゲート絶縁膜に加わる電界を抑えると共に、チャネル抵抗の低減およびオン電流分布の均一化を図ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In a semiconductor device having a MOS structure, the electric field applied to the gate insulating film when a reverse bias is applied is suppressed, and the channel resistance is reduced and the on-current distribution is reduced. The purpose is to equalize.

本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1導電型のドリフト層と、前記ドリフト層の上面部に選択的に形成された第2導電型のウェル領域と、前記ドリフト層の前記ウェル領域に隣接した領域であるJFET領域と、前記ウェル領域の上面部に選択的に形成された第1導電型のソース領域と、前記ウェル領域の上面部において前記ソース領域に一部を重ねて形成された第1導電型のソースエクステンション領域と、前記ウェル領域の上面部において前記JFET領域に一部を重ねて形成された第1導電型のJFETエクステンション領域と、前記ドリフト層上にゲート絶縁膜を介して配設され、前記JFETエクステンション領域およびソースエクステンション領域上に跨って延在するゲート電極とを備える半導体装置であって、前記ソース領域、前記ソースエクステンション領域および前記JFETエクステンション領域を含む前記ウェル領域を複数個備え、前記ゲート電極は、隣り合う前記ウェル領域およびその間の前記JFET領域の上に跨って形成され、隣り合う前記ウェル領域それぞれの前記JFETエクステンション領域は、互いに分離しているものである。   A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate, a first conductivity type drift layer formed on the semiconductor substrate, and a second conductivity type well region selectively formed on an upper surface of the drift layer. , A JFET region which is a region adjacent to the well region of the drift layer, a first conductivity type source region selectively formed on the upper surface of the well region, and the source region in the upper surface of the well region A first conductivity type source extension region formed in a part of the first conductivity type, a first conductivity type JFET extension region formed in a part of the upper surface of the well region over the JFET region, and the drift A gate electrode disposed on the layer via a gate insulating film and extending over the JFET extension region and the source extension region. A plurality of well regions including the source region, the source extension region, and the JFET extension region, and the gate electrode straddles the adjacent well region and the JFET region therebetween. The JFET extension regions of each of the adjacent well regions formed in this manner are separated from each other.

本発明に係る半導体装置によれば、ゲート絶縁膜に接するJFET領域の上部全体にJFETエクステンション領域が形成されないため、逆バイアス印加時にゲート絶縁膜に生じる電界が抑制され、装置の信頼性が向上する。また同じ工程のイオン注入で形成可能なJFETエクステンション領域とソースエクステンション領域との間の領域がチャネル領域になるため、チャネル長をそのイオン注入のマスク幅で規定できる。そのためチャネル長を短く且つ均一化でき、チャネル抵抗の低減およびオン電流分布の均一化が可能になる。   According to the semiconductor device of the present invention, since the JFET extension region is not formed over the entire upper portion of the JFET region in contact with the gate insulating film, the electric field generated in the gate insulating film when a reverse bias is applied is suppressed, and the reliability of the device is improved. . Further, since the region between the JFET extension region and the source extension region that can be formed by ion implantation in the same process becomes a channel region, the channel length can be defined by the mask width of the ion implantation. Therefore, the channel length can be made short and uniform, and the channel resistance can be reduced and the on-current distribution can be made uniform.

実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の上面図である。1 is a top view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置における表面近傍断面の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a cross section near the surface in the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の端部における縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an end portion of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のユニットセルにおける縦断面図である。3 is a longitudinal sectional view of a unit cell of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のユニットセルにおける表面近傍断面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a cross section near the surface of a unit cell of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のユニットセルにおける表面近傍断面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a cross section near the surface of a unit cell of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のユニットセルにおける表面近傍断面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a cross section near the surface of a unit cell of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のユニットセルにおける表面近傍断面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a cross section near the surface of a unit cell of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のウェル領域端部近傍の不純物濃度分布の数値計算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the numerical calculation result of the impurity concentration distribution of the well region edge part vicinity of the silicon carbide semiconductor device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のウェル領域端部近傍の不純物濃度分布の数値計算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the numerical calculation result of the impurity concentration distribution of the well region edge part vicinity of the silicon carbide semiconductor device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置のウェル領域端部近傍の不純物濃度分布の数値計算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the numerical calculation result of the impurity concentration distribution of the well region edge part vicinity of the silicon carbide semiconductor device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造における注入マスクの細線化処理前の電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph before thinning process of the implantation mask in manufacture of the silicon carbide semiconductor device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造における細線化処理後の注入マスクの電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph of the implantation mask after the thinning process in manufacture of the silicon carbide semiconductor device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造における細線化処理前後での注入マスクの寸法変化を示す図である。It is a figure which shows the dimensional change of the implantation mask before and behind the thinning process in the manufacture of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態2に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a second embodiment. 実施の形態2に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment. 実施の形態3に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a third embodiment. 実施の形態3に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the third embodiment. 実施の形態3に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the third embodiment. 実施の形態4に係る炭化珪素半導体装置の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device according to a fourth embodiment. 実施の形態4に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the fourth embodiment. 実施の形態4に係る炭化珪素半導体装置の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について説明する。本明細書では、MOS構造を有する半導体素子を狭義の意味で「半導体装置」と定義する他、当該半導体素子が組み込まれたパワーモジュールをも広義の意味で「半導体装置」と定義する。パワーモジュールとしては、例えば、半導体素子と共に、それに逆並列に接続されるフリーホイールダイオードや、当該半導体素子のゲート電圧を生成・印加する制御回路等をリードフレームに搭載して封止して成るインバータモジュール等がある。   Embodiments of the present invention will be described below. In this specification, a semiconductor element having a MOS structure is defined as a “semiconductor device” in a narrow sense, and a power module incorporating the semiconductor element is also defined as a “semiconductor device” in a broad sense. As a power module, for example, an inverter formed by mounting a semiconductor element, a free wheel diode connected in reverse parallel thereto, a control circuit for generating and applying a gate voltage of the semiconductor element, and the like on a lead frame and sealing it There are modules.

各実施の形態では、炭化珪素半導体を用いて形成した半導体装置について説明するが、本発明は、珪素に比べてバンドギャップの大きい他の半導体(ワイドバンドギャップ半導体)を用いて形成した半導体装置に対しても適用可能である。ワイドバンドギャップ半導体としては、炭化珪素の他、例えば窒化ガリウムや窒化アルミニュームやダイヤモンド等がある。   In each embodiment, a semiconductor device formed using a silicon carbide semiconductor will be described. However, the present invention relates to a semiconductor device formed using another semiconductor (wide band gap semiconductor) having a larger band gap than silicon. It can also be applied to. Examples of wide band gap semiconductors include gallium nitride, aluminum nitride, and diamond in addition to silicon carbide.

以下では不純物の導電型として、n型を「第1導電型」、p型を「第2導電型」と定義して説明するが、第1導電型がp型、第2導電型がn型であってもよい。   In the following description, n-type is defined as "first conductivity type" and p-type is defined as "second conductivity type" as the impurity conductivity type, but the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. It may be.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置の上面図であり、具体的には、MOS構造を有するスイッチング素子のユニットセルを複数個備える、MOSFETのチップ上面の構成を模式的に示している。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a top view of the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. Specifically, it schematically shows a configuration of a MOSFET chip top surface including a plurality of unit cells of switching elements having a MOS structure. ing.

図1の如く、MOSFETのチップ5上面における一辺の中央部近傍には、外部の制御回路(図示せず)からのゲート電圧を印加するゲートパッド45が配設されている。またチップ5の上面中央部には、ソースパッド41が配設される。ソースパッド41は、MOSFETの最小単位構造であるユニットセルが複数個配設された活性領域上に、複数のユニットセルのソース領域に接続するように形成されており、それにより複数のユニットセルが並列に接続されることになる。ソースパッド41の周囲には、ゲートパッド45に接続したゲート配線44が形成されている。外部の制御回路からゲートパッド45に印加されたゲート電圧は、当該ゲートパッド45およびゲート配線44を通して各ユニットセルのゲート電極に供給される。   As shown in FIG. 1, a gate pad 45 for applying a gate voltage from an external control circuit (not shown) is disposed in the vicinity of the center of one side of the upper surface of the MOSFET chip 5. A source pad 41 is disposed at the center of the upper surface of the chip 5. The source pad 41 is formed on the active region where a plurality of unit cells, which are the minimum unit structure of the MOSFET, are arranged so as to be connected to the source regions of the plurality of unit cells. It will be connected in parallel. Around the source pad 41, a gate wiring 44 connected to the gate pad 45 is formed. The gate voltage applied to the gate pad 45 from the external control circuit is supplied to the gate electrode of each unit cell through the gate pad 45 and the gate wiring 44.

なお、通常の製品としてのMOSFETでは、温度センサーや電流センサー用の電極もチップ5上に形成される場合が多いが、それらの電極の有無は本発明との関係が薄いため、ここでは省略している。また本発明において、ゲートパッド45の位置や個数、ゲート配線44の形状、並びにソースパッド41の形状や個数等は任意でよく、製品ごとに多種多様のケースが有り得る。   Note that in a MOSFET as a normal product, electrodes for temperature sensors and current sensors are often formed on the chip 5, but the presence or absence of these electrodes is not shown here because it is not related to the present invention. ing. In the present invention, the position and number of the gate pads 45, the shape of the gate wiring 44, the shape and number of the source pads 41, and the like may be arbitrary, and there may be various cases for each product.

図2は、実施の形態1に係る炭化珪素MOSFETの、炭化珪素内部の表面(上面)近傍の断面を模式的に示す平面図である。MOSFETのユニットセルが複数個並列配置された活性領域を、第2導電型の終端ウェル領域27、第2導電型の終端低抵抗領域28、第2導電型のJTE(Junction Termination Extension)領域50が取り囲み、JTE領域50から離間して第1導電型のフィールドストップ領域13がさらにそれらを取り囲んでいる。   FIG. 2 is a plan view schematically showing a cross section of the silicon carbide MOSFET according to the first embodiment in the vicinity of the surface (upper surface) inside the silicon carbide. An active region in which a plurality of MOSFET unit cells are arranged in parallel includes a second conductivity type termination well region 27, a second conductivity type termination low resistance region 28, and a second conductivity type JTE (Junction Termination Extension) region 50. Surrounding and spaced from the JTE region 50, the first conductivity type field stop region 13 further surrounds them.

本実施の形態では、炭化珪素半導体の活性領域に互いに孤立したユニットセルが配置された構成を示すが、ユニットセルが互いに孤立せずに櫛形に接続された構成でもよい。また図2においては、各ユニットセルが正方形であり、隣り合うユニットセルの列ごとにユニットセルのピッチを半周期ずらすことでユニットセルを千鳥状に配列させた形態を示しているが、ユニットセルの形状および配置は任意でよい。例えば、ユニットセルは長方形や六角形でもよいし、縦横に等ピッチで配列されていてもよい。   Although the present embodiment shows a configuration in which unit cells isolated from each other are arranged in the active region of the silicon carbide semiconductor, a configuration in which unit cells are connected in a comb shape without being isolated from each other may be used. In FIG. 2, each unit cell is square, and the unit cells are arranged in a staggered manner by shifting the unit cell pitch by a half cycle for each row of adjacent unit cells. The shape and arrangement may be arbitrary. For example, the unit cells may be rectangular or hexagonal, and may be arranged at equal pitches in the vertical and horizontal directions.

図3は本実施の形態に係るMOSFETの端部の縦断面図、例えば図1に示すA−A線に沿った断面図である。また図4は、MOSFETのユニットセルが配置される活性領域の縦断面図、例えば図1のB−B線に沿った断面図である。   FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the end portion of the MOSFET according to the present embodiment, for example, a cross-sectional view along the line AA shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an active region where a MOSFET unit cell is arranged, for example, a sectional view taken along line BB in FIG.

図3および図4に示すように、本実施の形態に係る炭化珪素MOSFETは、第1導電型の半導体基板1およびその上に形成されたエピタキシャル層である第1導電型のドリフト層2から成るエピタキシャル基板を用いて形成されたものである。半導体基板1の裏面(下面)には、オーミック電極42を介してドレイン電極43が配設される。またドリフト層2の表面(上面)部には、第2導電型のウェル領域20が選択的に複数形成されている。ウェル領域20表面部分には、第1導電型のソース領域12、および、ソース領域12を貫通してその下のウェル領域20に達する第2導電型のウェルコンタクト領域21が形成されている。なお、ドリフト層2において、ウェル領域20に隣接する部分(互いに隣り合うウェル領域20に挟まれた領域)がJFET領域となる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the silicon carbide MOSFET according to the present embodiment includes a first conductivity type semiconductor substrate 1 and a first conductivity type drift layer 2 which is an epitaxial layer formed thereon. It is formed using an epitaxial substrate. A drain electrode 43 is disposed on the back surface (lower surface) of the semiconductor substrate 1 via an ohmic electrode 42. A plurality of second conductivity type well regions 20 are selectively formed on the surface (upper surface) portion of the drift layer 2. On the surface of the well region 20, a first conductivity type source region 12 and a second conductivity type well contact region 21 that penetrates the source region 12 and reaches the well region 20 therebelow are formed. In the drift layer 2, a portion adjacent to the well region 20 (region sandwiched between the well regions 20 adjacent to each other) becomes a JFET region.

またウェル領域20内の表面部にはソース領域12に接続する(一部がソース領域12と重なる)第1導電型のソースエクステンション領域10が選択的に形成される。またウェル領域20の端部にはJFET領域に接続する(一部がJFET領域に重なる)第1導電型のJFETエクステンション領域11が選択的に形成されている。本実施の形態のMOSFETでは、ソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11とで挟まれた領域がチャネル領域となる。   A source extension region 10 of the first conductivity type that is connected to the source region 12 (a part thereof overlaps with the source region 12) is selectively formed on the surface portion in the well region 20. A first conductivity type JFET extension region 11 is selectively formed at the end of the well region 20 so as to be connected to the JFET region (a part of which overlaps the JFET region). In the MOSFET of this embodiment, a region sandwiched between the source extension region 10 and the JFET extension region 11 is a channel region.

本発明において、JFETエクステンション領域11が、隣り合うウェル領域20に跨らずに、ウェル領域20ごとに孤立して配設されている点が特徴的である。すなわち各ウェル領域20の端部に形成されたJFETエクステンション領域11同士の間は接続しておらず、間隔が設けられる。   The present invention is characterized in that the JFET extension region 11 is disposed separately for each well region 20 without straddling adjacent well regions 20. That is, the JFET extension regions 11 formed at the end portions of the well regions 20 are not connected to each other, and an interval is provided.

従って、JFET領域は、図3に点線で示すように、JFETエクステンション領域11に囲まれた部分6と、その下のウェル領域20に囲まれた部分7とを含むことになる。以下、JFETエクステンション領域11に囲まれたJFET領域の部分6を「第1JFET領域」、ウェル領域20に囲まれたJFET領域の部分7を「第2JFET領域」と称す。   Therefore, the JFET region includes a portion 6 surrounded by the JFET extension region 11 and a portion 7 surrounded by the well region 20 therebelow, as indicated by a dotted line in FIG. Hereinafter, the portion 6 of the JFET region surrounded by the JFET extension region 11 is referred to as a “first JFET region”, and the portion 7 of the JFET region surrounded by the well region 20 is referred to as a “second JFET region”.

図2にも示したように、チップ5の外周部(終端部)のドリフト層2表面には、複数のユニットセルが配置された活性領域を取り囲むように第2導電型の終端ウェル領域27が形成され、終端ウェル領域27の表面部には、第2導電型の終端低抵抗領域28が形成されている。また終端ウェル領域27を囲むように、第2導電型のJTE領域50が形成されており、さらにJTE領域50の外側に、第1導電型のフィールドストップ領域13が形成されている。   As shown in FIG. 2, the second conductivity type termination well region 27 is formed on the surface of the drift layer 2 on the outer peripheral portion (termination portion) of the chip 5 so as to surround the active region where the plurality of unit cells are arranged. A second conductive type terminal low resistance region 28 is formed on the surface of the terminal well region 27. A second conductivity type JTE region 50 is formed so as to surround the termination well region 27, and a first conductivity type field stop region 13 is formed outside the JTE region 50.

ドリフト層2上には、ウェル領域20および終端ウェル領域27の一部を覆うゲート絶縁膜30と、チップ5の外周部などゲート絶縁膜30が形成された以外の領域を覆うフィールド酸化膜31とが形成されている。ゲート絶縁膜30の上には、チャネル領域(ソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11との間の領域)の上方に延在するゲート電極35が形成されている。ゲート絶縁膜30およびゲート電極35は、JFET領域を覆い、且つ隣接するウェル領域20に跨って配設されている。   On the drift layer 2, a gate insulating film 30 covering a part of the well region 20 and the termination well region 27, and a field oxide film 31 covering a region other than the gate insulating film 30, such as the outer peripheral portion of the chip 5, Is formed. On the gate insulating film 30, a gate electrode 35 extending above the channel region (region between the source extension region 10 and the JFET extension region 11) is formed. The gate insulating film 30 and the gate electrode 35 cover the JFET region and are disposed across the adjacent well region 20.

ゲート電極35は層間絶縁膜32により覆われており、層間酸化膜32上にソース電極として機能するソースパッド41、ゲート配線44が配設される。ソースパッド41は、層間絶縁膜32に形成されたコンタクトホールを通して、各ユニットセルのソース領域12およびウェルコンタクト領域21に、オーミック電極40を介して接続する。またソースパッド41は、層間絶縁膜32に形成されたコンタクトホールを通して、終端低抵抗領域28にもオーミック電極40を介して接続される。   The gate electrode 35 is covered with an interlayer insulating film 32, and a source pad 41 functioning as a source electrode and a gate wiring 44 are disposed on the interlayer oxide film 32. The source pad 41 is connected to the source region 12 and the well contact region 21 of each unit cell through an ohmic electrode 40 through a contact hole formed in the interlayer insulating film 32. The source pad 41 is also connected to the terminal low resistance region 28 through the ohmic electrode 40 through a contact hole formed in the interlayer insulating film 32.

図3に示すように、ゲート電極35は、チップ5の外周部のフィールド酸化膜31上にまで延在しており、層間酸化膜32に形成されたコンタクトホールを通してゲート配線44に接続される。それによってゲート電極35は、図1に示したゲートパッド45に電気的に接続される。   As shown in FIG. 3, the gate electrode 35 extends to the field oxide film 31 on the outer periphery of the chip 5, and is connected to the gate wiring 44 through a contact hole formed in the interlayer oxide film 32. Thereby, the gate electrode 35 is electrically connected to the gate pad 45 shown in FIG.

ここで、図4に示すように、ウェル領域20間のJFET領域の中央をユニットセルの境界として規定する。つまり各ユニットセルには、1つのウェル領域20を用いて形成されたMOSFET素子が属することになる。   Here, as shown in FIG. 4, the center of the JFET region between the well regions 20 is defined as a unit cell boundary. That is, a MOSFET element formed using one well region 20 belongs to each unit cell.

図5〜図7は、それぞれユニットセルの表面近傍断面を模式的に示した平面図である。図5は図4のC−C線に沿った断面、図6は図4のD−D線に沿った断面、図7は図4のE−E線に沿った断面を示している。   5 to 7 are plan views each schematically showing a cross section near the surface of the unit cell. 5 shows a cross section taken along line CC in FIG. 4, FIG. 6 shows a cross section taken along line DD in FIG. 4, and FIG. 7 shows a cross section taken along line EE in FIG.

これらの図に示すように、各ユニットセルにおいては、四角形のウェル領域20が配設され、その中央部にソース領域12およびウェルコンタクト領域21が形成される。ソースエクステンション領域10はソース領域12の外周部に跨るフレーム状に形成され、JFETエクステンション領域11はウェル領域20の外周部に跨るフレーム状に形成される。   As shown in these drawings, in each unit cell, a square well region 20 is provided, and a source region 12 and a well contact region 21 are formed at the center thereof. The source extension region 10 is formed in a frame shape straddling the outer periphery of the source region 12, and the JFET extension region 11 is formed in a frame shape straddling the outer periphery of the well region 20.

先に述べたように、MOSFETのチャネル領域は、ソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11とに囲まれた領域の表面部になる。つまり図6に示すソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11との間隔L1が、当該MOSFETのチャネル長となる。図5に示すゲート電極35はチャネル領域を覆うように形成されるが、図4に示したようにゲート電極35は隣接するユニットセルに跨るため、ゲート電極35全体としては層間酸化膜32のコンタクトホールの部分が開口された網目状のパターンとなっている。   As described above, the channel region of the MOSFET is a surface portion of a region surrounded by the source extension region 10 and the JFET extension region 11. That is, the distance L1 between the source extension region 10 and the JFET extension region 11 shown in FIG. 6 is the channel length of the MOSFET. Although the gate electrode 35 shown in FIG. 5 is formed so as to cover the channel region, the gate electrode 35 straddles adjacent unit cells as shown in FIG. It has a mesh pattern in which holes are opened.

ここで、JFETエクステンション領域11で囲まれた第1JFET領域6の幅(すなわち隣り合うJFETエクステンション領域11間の間隔)をL2とする。ユニットセルの境界はJFET領域の中央部であるので、図6の如く、JFETエクステンション領域11の端とユニットセルの端との距離はL2/2と表される。またウェル領域20に囲まれた第2JFET領域7の幅をL3とすると、図7の如く、ソース領域12の端とユニットセルの端との距離はL3/2と表される。   Here, the width of the first JFET region 6 surrounded by the JFET extension regions 11 (that is, the interval between adjacent JFET extension regions 11) is L2. Since the boundary of the unit cell is the central portion of the JFET region, the distance between the end of the JFET extension region 11 and the end of the unit cell is expressed as L2 / 2 as shown in FIG. If the width of the second JFET region 7 surrounded by the well region 20 is L3, the distance between the end of the source region 12 and the end of the unit cell is expressed as L3 / 2 as shown in FIG.

上記したように本発明では、JFETエクステンション領域11が、ウェル領域20ごとに孤立している点が特徴的である。すなわち第1JFET領域6の幅L2が0よりも大きい(L2>0)。第1JFET領域6の幅L2と第2JFET領域7の幅L3との関係は様々な態様が考えられるが、詳細は後述する。   As described above, the present invention is characterized in that the JFET extension region 11 is isolated for each well region 20. That is, the width L2 of the first JFET region 6 is larger than 0 (L2> 0). Although various aspects of the relationship between the width L2 of the first JFET region 6 and the width L3 of the second JFET region 7 can be considered, details will be described later.

また本発明のさらに特徴的な点は、JFETエクステンション領域11の端とウェル領域20の端との距離、すなわちL2とL3との差の絶対値の半分(|L2−L3|/2)の値が、各ユニットセル内で一定であり、且つ、全てのユニットセルで等しくなることである。   A further characteristic point of the present invention is that the distance between the end of the JFET extension region 11 and the end of the well region 20, that is, a value half of the absolute value of the difference between L2 and L3 (| L2-L3 | / 2). Is constant within each unit cell and equal in all unit cells.

なお、図5〜図7ではユニットセルの各要素を4つのコーナー部がそれぞれ90度の正方形として描いたが、写真製版技術を用いてこのようなパターンを形成すると、実際には図8(図6と同じ断面に相当)のように、各要素のコーナー部が丸みを帯びることがしばしばある。その場合、ソースエクステンション領域10の外周のコーナー部に生じる丸みを考慮して、それを囲むJFETエクステンション領域11の内周のコーナー部に意図的に丸みをつけることで、チャネル長を一定にすることが望ましい。   5 to 7, each element of the unit cell is drawn as a square whose four corners are each 90 degrees. However, when such a pattern is formed by using the photoengraving technique, the element shown in FIG. (Corresponding to the same cross section as 6), the corner portion of each element is often rounded. In that case, considering the roundness generated at the outer peripheral corner portion of the source extension region 10, the channel length is made constant by intentionally rounding the inner peripheral corner portion of the JFET extension region 11 surrounding the source extension region 10. Is desirable.

例えば図8に示すように、ソースエクステンション領域10の外周のコーナー部に写真製版処理によって生じる丸みの曲率半径をr1とする。このときJFETエクステンション領域11の内周のコーナー部が、r1よりもL1だけ大きい曲率半径r2を持ち(r2−r1=L1)、且つ、r2の中心位置がr1の中心位置と重なるように、JFETエクステンション領域11の形状を設計する。すると、ユニットセル内におけるチャネル長が、ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11のコーナー部を含めた全ての位置で一定になる。その結果、導通時に流れる電流(オン電流)の分布が均一化され、所望の特性を持つ半導体装置を得ることができる。   For example, as shown in FIG. 8, the radius of curvature of roundness generated by the photoengraving process at the outer corner of the source extension region 10 is r1. At this time, the JFET extension region 11 has an inner peripheral corner portion having a radius of curvature r2 that is larger by L1 than r1 (r2-r1 = L1), and the center position of r2 overlaps the center position of r1. The shape of the extension region 11 is designed. Then, the channel length in the unit cell becomes constant at all positions including the corner portions of the source extension region 10 and the JFET extension region 11. As a result, the distribution of current (ON current) that flows during conduction is made uniform, and a semiconductor device having desired characteristics can be obtained.

以下、図9〜図35を参照しつつ、図1〜図4に示した実施の形態1に係る炭化珪素半導体装置、具体的にはMOSFETの製造方法を説明する。なお各工程を示す縦断面図(図9、図10、図14〜図35)は、チップ5の外周部(終端部)を含んでいない、ユニットセルが多数配列された任意の位置に対応しており、具体的には2つのユニットセルに跨った部分の領域を示している。   Hereinafter, a method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, specifically, the MOSFET, will be described with reference to FIGS. 9 to 35. In addition, the longitudinal cross-sectional views (FIGS. 9, 10, and 14 to 35) showing each process correspond to an arbitrary position where a large number of unit cells are arranged, not including the outer peripheral portion (terminal portion) of the chip 5. Specifically, an area of a portion straddling two unit cells is shown.

まず、第1導電型の半導体基板1を用意する。半導体基板1は、表面がc軸方向に対して8°以下に傾斜されていてもよいし、傾斜していなくても良く、どの様な面方位を有していてもよい。なお、ここでは半導体基板1は炭化珪素半導体であるが、本発明を他のワイドバンドギャップ半導体(例えば窒化ガリウムや窒化アルミニュームやダイヤモンド等)に適用する場合は、それに応じた材料の半導体基板1を使用する。   First, a first conductivity type semiconductor substrate 1 is prepared. The surface of the semiconductor substrate 1 may be inclined by 8 ° or less with respect to the c-axis direction, or may not be inclined, and may have any plane orientation. Here, the semiconductor substrate 1 is a silicon carbide semiconductor. However, when the present invention is applied to other wide band gap semiconductors (for example, gallium nitride, aluminum nitride, diamond, etc.), the semiconductor substrate 1 made of a material corresponding thereto. Is used.

半導体基板1上に、エピタキシャル結晶成長により第1導電型のドリフト層2を形成する。ドリフト層2における第1導電型の不純物濃度は、例えば1×1013cm-3〜1×1018cm-3程度であり、ドリフト層2の厚みは例えば4μm〜200μm程度である。 A drift layer 2 of the first conductivity type is formed on the semiconductor substrate 1 by epitaxial crystal growth. The impurity concentration of the first conductivity type in the drift layer 2 is, for example, about 1 × 10 13 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 , and the thickness of the drift layer 2 is, for example, about 4 μm to 200 μm.

その後、フォトリソグラフィー技術を用いて、図9のようにウェル領域20の形成領域上が開口された注入マスク100を形成する。注入マスク100はフォトレジストで形成されていてもよいし、フォトレジストをマスクに用いてパターニングしたシリコン酸化膜で形成されていてもよい。そして注入マスク100を用いて不純物のイオン注入を行い、第2導電型のウェル領域20を形成する。図示は省略するが、このイオン注入の際、終端ウェル領域27(図3)も同時に形成してもよい。   Thereafter, an implantation mask 100 having an opening on the formation region of the well region 20 as shown in FIG. 9 is formed by using a photolithography technique. The implantation mask 100 may be formed of a photoresist or a silicon oxide film patterned using the photoresist as a mask. Then, ion implantation of impurities is performed using the implantation mask 100 to form the second conductivity type well region 20. Although illustration is omitted, the termination well region 27 (FIG. 3) may be formed at the same time as this ion implantation.

この注入の際には、半導体基板1を積極的に加熱しなくてもよいし、100℃〜800℃で加熱してもよい。また注入する不純物は、形成する不純物領域(ここではウェル領域20)の導電型がn型の場合には窒素またはリンが好適であり、導電型がp型の場合にはアルミニュームまたは硼素が好適である。   During this implantation, the semiconductor substrate 1 may not be positively heated, or may be heated at 100 ° C. to 800 ° C. The impurity to be implanted is preferably nitrogen or phosphorus when the conductivity type of the impurity region to be formed (here, well region 20) is n-type, and aluminum or boron is preferable when the conductivity type is p-type. It is.

また、ウェル領域20のドリフト層2表面からの深さ(厚さ)は、ドリフト層2の底面を超えない範囲で、例えば0.3μm〜2.0μm程度に設定される。また、ウェル領域20の不純物濃度はドリフト層2の不純物濃度を超える範囲で、例えば1×1015cm-3〜1×1019cm-3程度に設定される。但し、ウェル領域20の最表面近傍に限っては、炭化珪素半導体装置のチャネル領域における導電性を高めるために、ウェル領域20の第2導電型の不純物濃度がドリフト層2の第1導電型の不純物濃度を下回っていてもよい。 Further, the depth (thickness) of the well region 20 from the surface of the drift layer 2 is set to, for example, about 0.3 μm to 2.0 μm within a range not exceeding the bottom surface of the drift layer 2. The impurity concentration of the well region 20 is set to, for example, about 1 × 10 15 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 in a range exceeding the impurity concentration of the drift layer 2. However, only in the vicinity of the outermost surface of well region 20, the impurity concentration of the second conductivity type of well region 20 is the first conductivity type of drift layer 2 in order to increase the conductivity in the channel region of the silicon carbide semiconductor device. It may be lower than the impurity concentration.

ここで、垂直性の高い注入マスク100を用いてウェル領域20を形成した場合、ドリフト層2中で高加速エネルギー注入による不純物の横方向散乱が生じるため、ウェル領域20の形状は、特に意図的に基板斜め方向から注入しなければ、図10に示すように逆テーパー形状となる(ウェル領域20に関しては、上部よりも底部が狭い形状(例えば図14)を「テーパー形状」、その逆の形状(例えば図10)を「逆テーパー形状」と定義する)。注入マスク100の端部から注入不純物の横方向への広がり距離L4は、0.3μm前後からそれ以上にも及ばせることができる。   Here, when the well region 20 is formed by using the implantation mask 100 having high perpendicularity, since the impurity is laterally scattered by the high acceleration energy implantation in the drift layer 2, the shape of the well region 20 is particularly intentional. If the substrate is not implanted into the substrate obliquely, a reverse taper shape is formed as shown in FIG. 10 (in the well region 20, a shape whose bottom is narrower than the top (for example, FIG. 14) is a “taper shape”, and the reverse shape. (For example, FIG. 10 is defined as “reverse taper shape”). The spread distance L4 of the implanted impurities in the lateral direction from the end of the implantation mask 100 can extend from around 0.3 μm to beyond.

例えば図11は、不純物としてAlを、500keVの加速エネルギー、8×1013cm-2のドーズ量で、炭化珪素基板に注入したときの分布を数値計算した結果を示している。また図12は、その条件で形成されたウェル領域20の基板表面から0.5μmの深さにおける水平方向(基板の表面に平行な方向)のAlの分布を示している。例えばドリフト層2の第1導電型の不純物濃度が1×1016cm-3であるとすると、図11および図12から分かるように、上記の条件では、マスクエッジから0.3μmほどドリフト層2側に広がってウェル領域20が形成され、当該ウェル領域20は逆テーパー形状となる。 For example, FIG. 11 shows the result of numerical calculation of the distribution when Al is implanted as an impurity into a silicon carbide substrate at an acceleration energy of 500 keV and a dose of 8 × 10 13 cm −2 . FIG. 12 shows the distribution of Al in the horizontal direction (direction parallel to the surface of the substrate) at a depth of 0.5 μm from the substrate surface of the well region 20 formed under the conditions. For example, assuming that the impurity concentration of the first conductivity type of the drift layer 2 is 1 × 10 16 cm −3 , as can be seen from FIGS. 11 and 12, the drift layer 2 is about 0.3 μm from the mask edge under the above conditions. A well region 20 is formed extending to the side, and the well region 20 has an inversely tapered shape.

また図13はAl濃度が表面からおよそ0.8μmまでの深さに渡って略均一になるように多段注入(加速エネルギーが異なる複数回の注入)を行った同様の結果であるが、この場合もやはり、ドリフト層2の表面から深い位置で0.3μmほど水平方向にウェル領域20が広がり、逆テーパー形状となることが分かる。   FIG. 13 shows the same result obtained when multi-stage injection (multiple injections with different acceleration energies) is performed so that the Al concentration is substantially uniform over a depth of about 0.8 μm from the surface. However, it can be seen that the well region 20 extends in the horizontal direction by about 0.3 μm deep from the surface of the drift layer 2 and has an inversely tapered shape.

このようにウェル領域20を逆テーパー形状にすると、MOSFETのオフ時に、ウェル領域20の底端部近傍から広がる空乏層によってJFET領域の遮蔽効果が促進され、ゲート絶縁膜30に生じる電界が低減し、半導体装置の信頼性が向上する。   Thus, when the well region 20 has an inversely tapered shape, the shielding effect of the JFET region is promoted by the depletion layer spreading from the vicinity of the bottom end of the well region 20 when the MOSFET is turned off, and the electric field generated in the gate insulating film 30 is reduced. The reliability of the semiconductor device is improved.

また、ドリフト層2の表面から離れた深い位置が濃度ピークとなるような不純物のイオン注入によりウェル領域20を形成した場合、図11に示されるように、ウェル領域20の不純物濃度が高い領域(高濃度領域)は、ドリフト層2の表面から離れた深い位置に留まる。つまりチャネル領域となるウェル領域20の浅い部分にまで高濃度領域が及ばないので、しきい値電圧が低く、チャネル抵抗の低いMOSFETを得ることができる。   In addition, when the well region 20 is formed by ion implantation of impurities such that a deep position away from the surface of the drift layer 2 has a concentration peak, as shown in FIG. The high concentration region) remains at a deep position away from the surface of the drift layer 2. That is, since the high concentration region does not reach the shallow portion of the well region 20 serving as the channel region, a MOSFET having a low threshold voltage and a low channel resistance can be obtained.

ところで注入マスク100の形状をテーパー形状とすることもでき、これもしばしば生じる(注入マスク100に関しては、底部よりも上部が狭い形状(例えば図14)を「テーパー形状」と定義する)。注入マスク100をテーパー形状にすると、それをマスクにする不純物のイオン注入によって形成されるウェル領域20は、図14の如く、テーパー形状となる。   By the way, the shape of the implantation mask 100 can be tapered, and this often occurs (for the implantation mask 100, a shape whose upper portion is narrower than the bottom (for example, FIG. 14) is defined as a “taper shape”). When the implantation mask 100 is tapered, the well region 20 formed by ion implantation of impurities using the implantation mask 100 as a mask has a tapered shape as shown in FIG.

また、ドリフト層2表面から離れた深い位置が濃度ピークとなるような不純物のイオン注入によりウェル領域20を形成した場合、注入マスク100の傾斜した側面を突き抜けてドリフト層2に達する不純物の影響により、図15の如く、ウェル領域20の第2導電型の不純物の高濃度領域29が、ドリフト層2の端部で表面付近にまで達するような分布を得ることができる。つまりウェル領域20の深さ方向の不純物濃度ピークの位置は、端部以外の部分では深い位置であるが、端部近傍ではその位置が浅くなり、ウェル領域20の上面に達する。   Further, when the well region 20 is formed by ion implantation of impurities such that a deep position away from the surface of the drift layer 2 has a concentration peak, the influence of impurities reaching the drift layer 2 through the inclined side surface of the implantation mask 100. As shown in FIG. 15, it is possible to obtain a distribution in which the second conductivity type impurity high concentration region 29 in the well region 20 reaches the vicinity of the surface at the end of the drift layer 2. That is, the position of the impurity concentration peak in the depth direction of the well region 20 is a deep position in a portion other than the end portion, but the position becomes shallow near the end portion and reaches the upper surface of the well region 20.

この場合、チャネル領域となるウェル領域20の浅い部分にまで高濃度領域29が及ぶため、MOSFETのオン動作時に、ドリフト層2からウェル領域20内への空乏層の伸びを抑える効果が得られる。この場合、チャネル長の短い(例えば1μm未満)MOSFETにおいて、リーク電流が低減される。   In this case, since the high concentration region 29 extends to a shallow portion of the well region 20 serving as a channel region, an effect of suppressing the extension of the depletion layer from the drift layer 2 into the well region 20 can be obtained when the MOSFET is turned on. In this case, the leakage current is reduced in a MOSFET having a short channel length (for example, less than 1 μm).

このようにウェル領域20の形状は、注入マスク100の形状やイオン注入の条件によって多種多様であるが、便宜上、以降の工程は主に図9の構造に基づいて説明する。   As described above, the shape of the well region 20 varies depending on the shape of the implantation mask 100 and ion implantation conditions. For convenience, the following steps will be mainly described based on the structure of FIG.

ウェル領域20の形成の後、図16に示すように、注入マスク100の表面に対する極微量の等方性エッチングを行うことで、注入マスク100の細線化処理を行う(第1の細線化処理)。この第1の細線化処理は、例えば注入マスク100をフォトレジストで構成した場合は、酸素プラズマによる気相中での処理や、アセトンなどの有機溶媒による液相中での処理によって実施できる。また注入マスク100をシリコン酸化膜で構成した場合は、バッファードフッ酸や希フッ酸による液相中での処理によって実施可能である。   After the formation of the well region 20, as shown in FIG. 16, the implantation mask 100 is thinned by performing a very small amount of isotropic etching on the surface of the implantation mask 100 (first thinning process). . For example, when the implantation mask 100 is made of a photoresist, the first thinning process can be performed by a process in a gas phase with oxygen plasma or a process in a liquid phase with an organic solvent such as acetone. In the case where the implantation mask 100 is made of a silicon oxide film, it can be carried out by processing in a liquid phase with buffered hydrofluoric acid or dilute hydrofluoric acid.

第1の細線化処理における注入マスク100表面のエッチング量は0.1〜1μm、より好ましくは0.1〜0.5μmであればよい(注入マスク100の左右両面がエッチングされるので、注入マスク100はこのエッチング量の2倍だけ細線化される)。以下、第1の細線化処理が施された注入マスク100を「注入マスク100a」と称す。   The etching amount of the surface of the implantation mask 100 in the first thinning process may be 0.1 to 1 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm (since both the left and right surfaces of the implantation mask 100 are etched, the implantation mask 100 is etched). 100 is thinned by twice this etching amount). Hereinafter, the implantation mask 100 subjected to the first thinning process is referred to as an “implantation mask 100a”.

ここで、注入マスク100aがフォトレジストの場合は、この後行われる写真製版処理の現像液で溶解しないように、200℃以上でハードベークを行う。なお、ハードベークを行うとフォトレジストは若干縮小するため、注入マスク100aはさらに細線化される。あるいは上記のハードベークに代えて、図17のようにフォトレジストの注入マスク100aの表面を厚さ100nm程度のシリコン酸化膜33で覆うことで、この後の写真製版処理の現像液に浸されないようにしてもよい。   Here, when the implantation mask 100a is a photoresist, hard baking is performed at 200 ° C. or higher so as not to be dissolved by a developing solution for subsequent photolithography. Note that the photoresist is slightly reduced when hard baking is performed, so that the implantation mask 100a is further thinned. Alternatively, instead of the above-described hard baking, the surface of the photoresist implantation mask 100a is covered with a silicon oxide film 33 having a thickness of about 100 nm as shown in FIG. 17, so that it is not immersed in the developer for subsequent photolithography. It may be.

続いて、写真製版により図18のようにフォトレジストから成る注入マスク103を形成する。図19は、図16のように注入マスク100aの表面にシリコン酸化膜33を設けた場合を示している。   Subsequently, an implantation mask 103 made of a photoresist is formed by photolithography as shown in FIG. FIG. 19 shows a case where the silicon oxide film 33 is provided on the surface of the implantation mask 100a as shown in FIG.

そして今度は、図20のように、注入マスク103の表面に対する極微量の等方性エッチングを行うことで、注入マスク103の細線化処理を行う(第2の細線化処理)。注入マスク103はフォトレジストであるので、第2の細線化処理は、酸素プラズマによる気相中での処理やアセトンなどの有機溶媒による液相中での処理より実施可能である。図21は、図16のように注入マスク100aの表面にシリコン酸化膜33を設けた場合を示している。以下、第2の細線化処理が施された注入マスク103を「注入マスク103a」と称す。   Then, as shown in FIG. 20, the implantation mask 103 is thinned by performing a very small amount of isotropic etching on the surface of the implantation mask 103 (second thinning process). Since the implantation mask 103 is a photoresist, the second thinning process can be performed by a process in a gas phase with oxygen plasma or a process in a liquid phase with an organic solvent such as acetone. FIG. 21 shows a case where the silicon oxide film 33 is provided on the surface of the implantation mask 100a as shown in FIG. Hereinafter, the implantation mask 103 subjected to the second thinning process is referred to as an “implantation mask 103a”.

注入マスク103aの下の領域がチャネル領域となり、注入マスク103aの幅はチャネル長、すなわちソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11との間の距離を規定するものとなる。チャネル領域がウェル領域20内に位置するようにするために、注入マスク103aはウェル領域20上の領域内に、ウェル領域20の端に跨らないように形成されることが好ましい。   The region under the implantation mask 103a becomes a channel region, and the width of the implantation mask 103a defines the channel length, that is, the distance between the source extension region 10 and the JFET extension region 11. In order to position the channel region in the well region 20, the implantation mask 103 a is preferably formed in a region on the well region 20 so as not to straddle the end of the well region 20.

ここで、注入マスク100aがハードベークしたフォトレジストの場合、図20に示すように、第2の細線化処理によって注入マスク100aも若干縮小して細線化がさらに進むが、図21のように注入マスク100aをシリコン酸化膜33で覆っていた場合や、注入マスク100aがシリコン酸化膜である場合は、注入マスク100aの幅に変化はない。   Here, in the case where the implantation mask 100a is a hard-baked photoresist, as shown in FIG. 20, the implantation mask 100a is slightly reduced by the second thinning process, and the thinning further proceeds, but the implantation is performed as shown in FIG. When the mask 100a is covered with the silicon oxide film 33 or when the implantation mask 100a is a silicon oxide film, the width of the implantation mask 100a is not changed.

図22は第2の細線化処理前(形成直後)の注入マスク103の電子顕微鏡写真であり、図23は第2の細線化処理後の注入マスク103aの電子顕微鏡写真である。図22に示す注入マスク103は幅1.2μmのフォトレジストパターンである。これに第2の細線化処理として酸素プラズマ処理を行うことにより、図23に示す幅が約0.5μmの注入マスク103aが得られた。第2の細線化処理後の注入マスク103aに側面形状に劣化が無いことが分かる。   FIG. 22 is an electron micrograph of the implantation mask 103 before the second thinning process (immediately after formation), and FIG. 23 is an electron micrograph of the implantation mask 103a after the second thinning process. The implantation mask 103 shown in FIG. 22 is a photoresist pattern having a width of 1.2 μm. By performing oxygen plasma treatment as the second thinning treatment, an implantation mask 103a having a width of about 0.5 μm shown in FIG. 23 was obtained. It can be seen that there is no deterioration in the shape of the side surface of the implantation mask 103a after the second thinning process.

図24は、注入マスク103の形成時(写真製版後)の寸法と、第2の細線化処理後(エッチング後)の注入マスク103aの寸法との関係を示す図である。これは第2の細線化処理として酸素プラズマ処理を行ったときの実験結果である。第2の細線化処理を行うことにより、写真製版の解像限界である幅1μm以下の注入マスク103aを作製することができた。   FIG. 24 is a diagram showing the relationship between the dimension when the implantation mask 103 is formed (after photolithography) and the dimension of the implantation mask 103a after the second thinning process (after etching). This is an experimental result when oxygen plasma treatment is performed as the second thinning treatment. By performing the second thinning process, an implantation mask 103a having a width of 1 μm or less, which is the resolution limit of photolithography, could be produced.

また細線化後の注入マスク103aの寸法ばらつきも非常に小さいことが確認できた。このことは、細線化後の注入マスク103aの幅が、注入マスク103の幅と酸素プラズマ処理時間を調整することによって精度よく制御可能であることを意味している。レジスト厚の犠牲量をより少なくして注入マスク103aの寸法精度をより高くするために、写真製版処理で予め微細な注入マスク103を形成しておき、酸素プラズマ処理時間を短くすることが望ましい。   It was also confirmed that the dimensional variation of the implantation mask 103a after the thinning was very small. This means that the width of the implantation mask 103a after thinning can be accurately controlled by adjusting the width of the implantation mask 103 and the oxygen plasma treatment time. In order to reduce the sacrifice amount of the resist thickness and increase the dimensional accuracy of the implantation mask 103a, it is desirable to form a fine implantation mask 103 in advance by photolithography and shorten the oxygen plasma treatment time.

但し、細線化処理しなくても充分に細い幅の注入マスク103を形成可能であれば、第2の細線化処理は省略してもよい。その場合、細線化処理を行うよりも高い寸法精度が得られる。   However, if the implantation mask 103 having a sufficiently narrow width can be formed without performing the thinning process, the second thinning process may be omitted. In that case, higher dimensional accuracy can be obtained than when the thinning process is performed.

次に、図25に示すように、注入マスク100a,103aをマスクとして用いる不純物のイオン注入により、第1導電型のソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11を同時に形成する。ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の深さは、それらの底面がウェル領域20の底面を超えないように設定される。またソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の不純物濃度は、ウェル領域20の不純物濃度を超える範囲で、例えば5×1016cm-3〜1×1018cm-3程度であり、それらの全体が空乏化しているわけではない。またこのイオン注入は、注入時の横方向散乱によってソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11とが相互に接続しないような加速エネルギーで行われる。 Next, as shown in FIG. 25, the first conductivity type source extension region 10 and the JFET extension region 11 are simultaneously formed by ion implantation of impurities using the implantation masks 100a and 103a as a mask. The depths of the source extension region 10 and the JFET extension region 11 are set so that their bottom surfaces do not exceed the bottom surface of the well region 20. The impurity concentration of the source extension region 10 and the JFET extension region 11 is, for example, about 5 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 in a range exceeding the impurity concentration of the well region 20. It is not depleted. Further, this ion implantation is performed with an acceleration energy such that the source extension region 10 and the JFET extension region 11 are not connected to each other due to lateral scattering during the implantation.

ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の基板深さ方向の不純物分布は、均一な分布でもよいし、上側(基板表面側)で低濃度、下側(基板奥側)で高濃度となる分布でもよい。特に後者の場合、ゲート電極35、ゲート絶縁膜30およびドリフト層2で構成されるMOS構造において、ドリフト層2の表面部のイオン注入による結晶欠陥などの影響により、ゲート絶縁膜30の品質が悪化することを防止でき、高品質のMOS構造を実現できる。   The impurity distribution in the substrate depth direction of the source extension region 10 and the JFET extension region 11 may be uniform, or may be a low concentration on the upper side (substrate surface side) and a high concentration on the lower side (back side of the substrate). Good. Particularly in the latter case, in the MOS structure composed of the gate electrode 35, the gate insulating film 30 and the drift layer 2, the quality of the gate insulating film 30 deteriorates due to the influence of crystal defects caused by ion implantation on the surface of the drift layer 2. Can be prevented, and a high-quality MOS structure can be realized.

図25のように、ソースエクステンション領域10はウェル領域20内部に位置する。またJFETエクステンション領域11は、ウェル領域20の端部を包含しつつ、ドリフト層2に接続されている(つまりウェル領域20の端部に跨っている)。   As shown in FIG. 25, the source extension region 10 is located inside the well region 20. The JFET extension region 11 is connected to the drift layer 2 while including the end portion of the well region 20 (that is, straddling the end portion of the well region 20).

図25に示すL1,L2は、図6あるいは図8に示したものに対応している。ソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11との間隔L1は、MOSFETのチャネル長となるが、これは注入マスク103aの幅によってほぼ決定される。図22〜図24を用いて説明したように、注入マスク103aの幅は精度よく制御可能である。   L1 and L2 shown in FIG. 25 correspond to those shown in FIG. 6 or FIG. The distance L1 between the source extension region 10 and the JFET extension region 11 is the channel length of the MOSFET, which is substantially determined by the width of the implantation mask 103a. As described with reference to FIGS. 22 to 24, the width of the implantation mask 103a can be accurately controlled.

従来のMOSFET(ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11を有さない構造)のチャネル長は、ウェル領域を形成するためのマスクと、ソース領域を形成するためのマスクの両方の寸法および位置合わせ精度に依存する。つまり2回の写真製版およびイオン注入によってチャネル長が決定されていた。   The channel length of a conventional MOSFET (a structure without the source extension region 10 and the JFET extension region 11) is the size and alignment accuracy of both the mask for forming the well region and the mask for forming the source region. Depends on. That is, the channel length was determined by photolithography and ion implantation twice.

それに対し本実施の形態のMOSFETのチャネル長は注入マスク103aの1回の写真製版、細線化処理およびイオン注入によって決定されるため、ユニットセル内におけるチャネル長の均一性並びにウェハ内のチャネル長の均一性を従来よりも格段に向上でき、電気特性のバラツキが小さい装置を得ることができる。   On the other hand, the channel length of the MOSFET of this embodiment is determined by one photolithography, thinning process and ion implantation of the implantation mask 103a. Therefore, the uniformity of the channel length in the unit cell and the channel length in the wafer are determined. Uniformity can be remarkably improved as compared with the prior art, and a device with little variation in electrical characteristics can be obtained.

また注入マスク100aの直下には、JFETエクステンション領域11を形成するための第1導電型の不純物が注入されないので、隣り合うJFETエクステンション領域11は間隔L2をもって互いに離間する。つまりJFET領域は、JFETエクステンション領域11で囲まれた第1JFET領域6の部分と、ウェル領域20で囲まれた第2JFET領域7の部分を含む構成になる。JFET領域の表面部全体の不純物濃度を高くしないため、MOSFETのオフ時にゲート絶縁膜30に印加される電界が緩和され、装置の信頼性が向上する。   Further, since the first conductivity type impurity for forming the JFET extension region 11 is not implanted immediately below the implantation mask 100a, the adjacent JFET extension regions 11 are separated from each other with a distance L2. That is, the JFET region includes a portion of the first JFET region 6 surrounded by the JFET extension region 11 and a portion of the second JFET region 7 surrounded by the well region 20. Since the impurity concentration of the entire surface portion of the JFET region is not increased, the electric field applied to the gate insulating film 30 when the MOSFET is turned off is relaxed, and the reliability of the device is improved.

また第2JFET領域7に隣接するウェル領域20の端部位置は、注入マスク100の幅で決定され、第1JFET領域6に隣接するJFETエクステンション領域11の端部位置は、注入マスク100を細線化することで自己整合的に形成された注入マスク100aの幅で決定される。その結果、上記したようにJFETエクステンション領域11の端とウェル領域20の端との距離、すなわちJFETエクステンション領域11の間隔L2とウェル領域20の間隔L3(図7)の差の絶対値の半分(|L2−L3|/2)の値は、各ユニットセルで一定になり、且つ、全てのユニットセルで等しくなる。その結果、MOSFETのオフ時に、ゲート絶縁膜30に印加される電界のアンバランスが生じず、装置の信頼性が向上する。   Further, the end position of the well region 20 adjacent to the second JFET region 7 is determined by the width of the implantation mask 100, and the end position of the JFET extension region 11 adjacent to the first JFET region 6 thins the implantation mask 100. This is determined by the width of the implantation mask 100a formed in a self-aligned manner. As a result, as described above, the distance between the end of the JFET extension region 11 and the end of the well region 20, that is, the absolute value of the difference between the interval L2 of the JFET extension region 11 and the interval L3 of the well region 20 (FIG. 7) ( The value of | L2−L3 | / 2) is constant in each unit cell, and is equal in all unit cells. As a result, an imbalance of the electric field applied to the gate insulating film 30 does not occur when the MOSFET is turned off, and the reliability of the device is improved.

図15に示したテーパー形状でその高濃度領域29が表面に達する構造のウェル領域20を形成した場合、図26のようにJFETエクステンション領域11のチャネル領域側の端部がウェル領域20の表面部で高濃度領域29に接続するようにしてもよい。この構成によれば、MOSFETのオン時においてJFETエクステンション領域11からチャネル領域へ伸びる空乏層の伸びが抑えられるので、短チャネル効果が抑制される。従ってチャネル長をより短く設定することが可能となる他、ひいてはMOSFETの高しきい値電圧と低オン抵抗化を両立することも可能となる。   When the well region 20 having the tapered shape shown in FIG. 15 and the structure in which the high concentration region 29 reaches the surface is formed, the end of the JFET extension region 11 on the channel region side is the surface portion of the well region 20 as shown in FIG. May be connected to the high concentration region 29. According to this configuration, since the extension of the depletion layer extending from the JFET extension region 11 to the channel region is suppressed when the MOSFET is on, the short channel effect is suppressed. Therefore, it becomes possible to set the channel length shorter, and it is also possible to achieve both high threshold voltage and low on-resistance of the MOSFET.

また図10に示した逆テーパー形状のウェル領域20を形成した場合、図27に示すように、第1JFET領域6に隣接するJFETエクステンション領域11の間隔L2よりも第2JFET領域7に隣接するウェル領域20の間隔L3を短くしてもよい。この構成によれば、MOSFETのオフ時に、ウェル領域20の端から伸びる空乏層による遮蔽効果によって、比較的不純物濃度の高いJFETエクステンション領域11が電界強度分布に与える影響が緩和される。それによりJFET領域直上のゲート絶縁膜30に印加される電界がさらに緩和され、MOSFETの信頼性向上の効果を奏する。   When the inverted tapered well region 20 shown in FIG. 10 is formed, as shown in FIG. 27, the well region adjacent to the second JFET region 7 rather than the interval L2 between the JFET extension regions 11 adjacent to the first JFET region 6. The interval L3 of 20 may be shortened. According to this configuration, when the MOSFET is turned off, the influence of the JFET extension region 11 having a relatively high impurity concentration on the electric field intensity distribution is mitigated by the shielding effect by the depletion layer extending from the end of the well region 20. As a result, the electric field applied to the gate insulating film 30 immediately above the JFET region is further relaxed, and the effect of improving the reliability of the MOSFET is obtained.

その後、ドリフト層2上に写真製版処理により所定形状の注入マスク(フォトレジストまたはシリコン酸化膜)を形成し、第2導電型の不純物をイオン注入することによりJTE領域50(図3)を形成する。   After that, an implantation mask (photoresist or silicon oxide film) having a predetermined shape is formed on the drift layer 2 by photolithography and a JTE region 50 (FIG. 3) is formed by ion implantation of a second conductivity type impurity. .

続いて、ドリフト層2上に所定形状の注入マスクを形成し、第1導電型の不純物をイオン注入することにより、ソース領域12(図28)およびフィールドストップ領域13(図3)を形成する。ソース領域12の深さは、その底面がウェル領域20の底面を超えないように設定され、その不純物濃度の値は、ウェル領域20の不純物濃度の値を超える範囲で、例えば1×1017cm-3〜1×1021cm-3程度とする。 Subsequently, an implantation mask having a predetermined shape is formed on the drift layer 2 and ions of a first conductivity type are ion implanted to form the source region 12 (FIG. 28) and the field stop region 13 (FIG. 3). The depth of the source region 12 is set so that the bottom surface thereof does not exceed the bottom surface of the well region 20, and the impurity concentration value is in a range exceeding the impurity concentration value of the well region 20, for example, 1 × 10 17 cm. -3 to 1 × 10 21 cm -3 or so.

さらに、ウェル領域20とソースパッド41との良好な金属接触を実現するために、ウェル領域20の不純物濃度よりも高い第2導電型の不純物濃度を有するウェルコンタクト領域21をイオン注入により形成する。このイオン注入は、ドリフト層2を150℃以上の温度に加熱して行うことが望ましい。それにより、シート抵抗の低いウェルコンタクト領域21が形成される。   Further, in order to realize good metal contact between the well region 20 and the source pad 41, a well contact region 21 having a second conductivity type impurity concentration higher than the impurity concentration of the well region 20 is formed by ion implantation. This ion implantation is desirably performed by heating the drift layer 2 to a temperature of 150 ° C. or higher. Thereby, the well contact region 21 having a low sheet resistance is formed.

ウェルコンタクト領域21と同時に、第2導電型の終端低抵抗領域28(図3)をイオン注入により形成してもよい。終端ウェル領域27内に終端低抵抗領域28を設けることで、終端ウェル領域27における寄生抵抗を減少させることができ、例えばdV/dt耐量の優れた終端構造を得ることができる。もちろん終端低抵抗領域28は、ウェルコンタクト領域21と別の工程で形成してもよい。   Simultaneously with the well contact region 21, the terminal conductive low resistance region 28 (FIG. 3) may be formed by ion implantation. By providing the termination low resistance region 28 in the termination well region 27, the parasitic resistance in the termination well region 27 can be reduced, and for example, a termination structure with excellent dV / dt resistance can be obtained. Of course, the terminal low-resistance region 28 may be formed in a separate process from the well contact region 21.

ここで、図29のように基板全面に第1導電型の不純物をイオン注入することで、JFET領域(第1JFET領域6および第2JFET領域7)およびウェル領域20の下部に、ドリフト層2の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第1導電型の電流制御層8を形成してもよい。この電流制御層8を設けるとJFET領域が低抵抗化されるため、MOSFETのオン抵抗が低減されると共に、逆バイアス印加時に、ウェル領域20とドリフト層2との間で起こるアバランシェ降伏がより安定化する効果も得られる。   Here, as shown in FIG. 29, the impurity of the drift layer 2 is formed below the JFET region (the first JFET region 6 and the second JFET region 7) and the well region 20 by ion-implanting the first conductivity type impurity to the entire surface of the substrate. The first conductivity type current control layer 8 having an impurity concentration higher than the concentration may be formed. When the current control layer 8 is provided, the resistance of the JFET region is reduced, so that the on-resistance of the MOSFET is reduced and the avalanche breakdown occurring between the well region 20 and the drift layer 2 is more stable when a reverse bias is applied. The effect which becomes is also acquired.

電流制御層8の不純物濃度は、ウェル領域20内の第2導電型の最大不純物濃度よりも低く、ドリフト層2内の第1導電型の不純物濃度よりも高い。その値は例えば1×1016cm-3〜1×1018cm-3程度に設定される。また電流制御層8の深さ方向の不純物濃度分布は一様でなくてもよい。 The impurity concentration of the current control layer 8 is lower than the maximum impurity concentration of the second conductivity type in the well region 20 and higher than the impurity concentration of the first conductivity type in the drift layer 2. The value is set to about 1 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 , for example. The impurity concentration distribution in the depth direction of the current control layer 8 may not be uniform.

なお、電流制御層8の形成は、ドリフト層2を形成した後、上記の各工程の前後のいずれのタイミングで行ってもよい。あるいは、ドリフト層2のエピタキシャル成長と同時に電流制御層8を形成してもよい。その場合、ドリフト層2のエピタキシャル成長の途中で、導入する第1導電型の不純物を増やし、ドリフト層2の上部分を電流制御層8としてピタキシャル成長させる。   The current control layer 8 may be formed at any timing before and after each of the above steps after the drift layer 2 is formed. Alternatively, the current control layer 8 may be formed simultaneously with the epitaxial growth of the drift layer 2. In that case, the impurity of the first conductivity type to be introduced is increased during the epitaxial growth of the drift layer 2, and the upper portion of the drift layer 2 is grown as the current control layer 8 in the epitaxial growth.

その後、アルゴンまたは窒素等の不活性ガス雰囲気、若しくは、真空中において1500℃〜2200℃の範囲内の温度で0.5分〜60分程度の熱処理を行うことで、注入された不純物を電気的に活性化させる。この熱処理は、ドリフト層2の表面、もしくはドリフト層2の表面並びに半導体基板1の裏面およびそれらの端面を、炭素からなる膜で覆われた状態で行ってもよい。そうすることで、熱処理の際に装置内の残留水分や残留酸素などによるエッチングによって、ドリフト層2の表面荒れが発生することを防止できる。   Thereafter, the implanted impurities are electrically treated by performing a heat treatment for about 0.5 minutes to 60 minutes in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen or in a vacuum at a temperature in the range of 1500 ° C. to 2200 ° C. To activate. This heat treatment may be performed in a state where the surface of the drift layer 2 or the surface of the drift layer 2 and the back surface of the semiconductor substrate 1 and their end surfaces are covered with a film made of carbon. By doing so, it is possible to prevent the surface of the drift layer 2 from being roughened by etching due to residual moisture or residual oxygen in the apparatus during the heat treatment.

次に、ドリフト層2の表面に熱酸化によるシリコン酸化膜を形成し、当該熱酸化膜をフッ酸により除去することにより、ドリフト層2表面の変質層を除去して清浄な面を得る。その後、ドリフト層2上に例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法などでシリコン酸化膜を堆積してパターニングすることにより、活性領域以外の部分を覆うフィールド酸化膜31を形成する。フィールド酸化膜31の膜厚は、0.5μm〜2μm程度でよい。   Next, a silicon oxide film is formed on the surface of the drift layer 2 by thermal oxidation, and the thermal oxide film is removed with hydrofluoric acid, whereby the altered layer on the surface of the drift layer 2 is removed to obtain a clean surface. Thereafter, a silicon oxide film is deposited on the drift layer 2 by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and patterned to form a field oxide film 31 covering a portion other than the active region. The film thickness of the field oxide film 31 may be about 0.5 μm to 2 μm.

さらに、例えば熱酸化法または堆積法によりドリフト層2の表面にシリコン酸化膜を形成することでゲート絶縁膜30を形成する。必要に応じて、ゲート絶縁膜30に対し、NOやN2Oなどの窒化ガス雰囲気やアンモニア雰囲気における熱処理や、アルゴンなどの不活性ガス中での熱処理を施してもよい。 Further, the gate insulating film 30 is formed by forming a silicon oxide film on the surface of the drift layer 2 by, for example, a thermal oxidation method or a deposition method. If necessary, the gate insulating film 30 may be subjected to a heat treatment in a nitrogen gas atmosphere such as NO or N 2 O or an ammonia atmosphere, or a heat treatment in an inert gas such as argon.

その後、ゲート電極35の材料となるポリシリコンをCVD法により堆積し、写真製版処理およびエッチングによりパターニングし、ゲート電極35を形成する。ゲート電極35を構成するポリシリコンは、リンや硼素を含有して低シート抵抗であることが望ましい。リンや硼素は、ポリシリコンの成膜中に取り込まれてもよいし、イオン注入とその後の熱処理によって活性化することによってもよい。さらに、このゲート電極はポリシリコンと金属および金属間化合物の多層膜であってもよい。   Thereafter, polysilicon as a material for the gate electrode 35 is deposited by the CVD method and patterned by photolithography and etching to form the gate electrode 35. The polysilicon constituting the gate electrode 35 preferably contains phosphorus or boron and has a low sheet resistance. Phosphorus and boron may be incorporated during the polysilicon film formation, or may be activated by ion implantation and subsequent heat treatment. Further, the gate electrode may be a multilayer film of polysilicon, metal, and intermetallic compound.

なおゲート電極35は、ソース領域12上の領域には形成されない。MOSFETのオン抵抗を低減するためには、ソース領域12とオーミック電極40とのコンタクト抵抗が低いことが望ましく、そのためにはソース領域12中の第1導電型の不純物濃度を高くする必要がある。一方、特にイオン注入によって形成された高不純物濃度のソース領域12の表面に良質なゲート絶縁膜30を形成することは難しいため、高不純物濃度のソース領域12上にゲート電極35およびゲート絶縁膜30を形成してMOS構造を形成すると、ゲートリーク電流の増加などの不具合が生じる。そのため、ソース領域12の上にはゲート電極35を形成せず、その上面はオーミック電極40または層間酸化膜32に接続していることが望ましい。   Note that the gate electrode 35 is not formed in the region on the source region 12. In order to reduce the on-resistance of the MOSFET, it is desirable that the contact resistance between the source region 12 and the ohmic electrode 40 be low. For this purpose, it is necessary to increase the impurity concentration of the first conductivity type in the source region 12. On the other hand, since it is difficult to form a high-quality gate insulating film 30 on the surface of the high impurity concentration source region 12 formed by ion implantation, the gate electrode 35 and the gate insulating film 30 are formed on the high impurity concentration source region 12. When the MOS structure is formed by forming the gate, problems such as an increase in gate leakage current occur. Therefore, it is desirable that the gate electrode 35 is not formed on the source region 12 and the upper surface thereof is connected to the ohmic electrode 40 or the interlayer oxide film 32.

次に、CVD法などによって層間絶縁膜32を堆積する。そして例えばドライエッチング法によって、層間酸化膜32に、ソース領域12、ウェルコンタクト領域21および終端ウェル領域27の各表面に達するコンタクトホール(ソースコンタクトホールおよびウェルコンタクトホール)を形成する。このとき層間酸化膜32に、ゲート電極35の表面に達するコンタクトホール(ゲートコンタクトホール)も同時に形成してもよい。それによりプロセス工程を簡略化でき、チップ製造時のコストを削減できる。   Next, an interlayer insulating film 32 is deposited by a CVD method or the like. Then, contact holes (source contact holes and well contact holes) reaching the surfaces of the source region 12, the well contact region 21 and the termination well region 27 are formed in the interlayer oxide film 32 by, for example, dry etching. At this time, a contact hole (gate contact hole) reaching the surface of the gate electrode 35 may be simultaneously formed in the interlayer oxide film 32. As a result, the process steps can be simplified and the cost for manufacturing the chip can be reduced.

続いて、層間絶縁膜32の各コンタクトホールの底に露出した炭化珪素(ソース領域12、ウェルコンタクト領域21および終端ウェル領域27)の表面にオーミック電極40を形成する。オーミック電極40は、ソース領域12、ウェルコンタクト領域21および終端低抵抗領域28と、この後に形成するソースパッド41とのオーミック接触を得るための層である。   Subsequently, an ohmic electrode 40 is formed on the surface of silicon carbide (source region 12, well contact region 21, and termination well region 27) exposed at the bottom of each contact hole of interlayer insulating film 32. The ohmic electrode 40 is a layer for obtaining ohmic contact between the source region 12, the well contact region 21 and the terminal low-resistance region 28 and the source pad 41 to be formed later.

オーミック電極40を形成する手法としては、コンタクトホール内を含む基板全面に例えばNiを主とした金属膜を成膜して600〜1100℃での熱処理を加えることでNiと炭化珪素とが反応したシリサイドを形成し、その後、層間絶縁膜32上の余剰な上記金属層を硝酸や硫酸や塩酸やそれらの過酸化水素水との混合液などを用いたウェットエッチングにより除去する方法が挙げられる。また余剰な金属膜を除去した後に、再度熱処理を行ってもよい。このときの温度を先の熱処理より高くすることにより、さらにコンタクト抵抗の低いオーミック接触を実現できるオーミック電極40を得ることができる。   As a method for forming the ohmic electrode 40, for example, a metal film mainly composed of Ni is formed on the entire surface of the substrate including the inside of the contact hole, and Ni and silicon carbide react by applying heat treatment at 600 to 1100 ° C. There is a method in which silicide is formed, and then the excess metal layer on the interlayer insulating film 32 is removed by wet etching using nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, a mixed solution thereof with hydrogen peroxide, or the like. Further, after the excess metal film is removed, the heat treatment may be performed again. By making the temperature at this time higher than the previous heat treatment, it is possible to obtain the ohmic electrode 40 that can realize ohmic contact with lower contact resistance.

なおオーミック電極40は、全て同一の金属を用いた金属間化合物(シリサイド)で形成してもよいし、接続する炭化珪素の導電型に応じて異なる金属を用いた金属間化合物を用いてもよい。MOSFETのオン抵抗を低減させるには、オーミック電極40と第1導電型のソース領域12とのオーミックコンタクト抵抗が低いことが重要であるが、さらにウェル領域20をアース電位に固定したり、MOSFETが内蔵するボディーダイオードの順方向特性を改善したりするために、オーミック電極40と第2導電型のウェルコンタクト領域21との間のコンタクト抵抗も充分低いことが求められるためである。複数の金属を用いた金属間化合物をそれぞれ選択的に形成することは、各金属間化合物を形成するための金属膜を、写真製版技術を用いてパターニングすることにより実現可能である。   The ohmic electrode 40 may be formed of an intermetallic compound (silicide) using the same metal, or an intermetallic compound using a different metal depending on the conductivity type of silicon carbide to be connected. . In order to reduce the on-resistance of the MOSFET, it is important that the ohmic contact resistance between the ohmic electrode 40 and the source region 12 of the first conductivity type is low. Further, the well region 20 is fixed to the ground potential, This is because the contact resistance between the ohmic electrode 40 and the second conductivity type well contact region 21 is required to be sufficiently low in order to improve the forward characteristic of the built-in body diode. Each of the intermetallic compounds using a plurality of metals can be selectively formed by patterning a metal film for forming each intermetallic compound using a photoengraving technique.

上記のオーミック電極40を形成する過程で、半導体基板1の裏面に同様の工程でオーミック電極42を形成してもよい。オーミック電極42を設けることにより、半導体基板1とこの後形成するドレイン電極43との間で良好なオーミック接触が得られる。   In the process of forming the ohmic electrode 40, the ohmic electrode 42 may be formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 by the same process. By providing the ohmic electrode 42, good ohmic contact can be obtained between the semiconductor substrate 1 and the drain electrode 43 to be formed later.

また、先の工程で既にゲートコンタクトホールが形成されおり、且つゲート電極35がポリシリコンであれば、オーミック電極40を形成する工程でゲートコンタクトホールに露出したゲート電極35の部分にもシリサイドが形成される。まだゲートコンタクトホールを形成していなければ、続いて写真製版処理およびエッチング処理により、層間酸化膜32にゲートコンタクトホールを形成する。   If a gate contact hole has already been formed in the previous step and the gate electrode 35 is polysilicon, silicide is also formed in the portion of the gate electrode 35 exposed to the gate contact hole in the step of forming the ohmic electrode 40. Is done. If a gate contact hole has not yet been formed, a gate contact hole is subsequently formed in the interlayer oxide film 32 by photolithography and etching.

続いてコンタクトホール内を含む層間酸化膜32上に、Al、Ag、Cu、Ti、Ni、Mo、W、Taおよびそれらの窒化物、あるいはそれらの積層膜、それらの合金などから成る配線材料を、スパッタ法や蒸着法によって形成し、それをパターニングすることでゲート配線44、ゲートパッド45およびソースパッド41をそれぞれ形成する。さらに、半導体基板1の裏面のオーミック電極42上に、Ti、Ni、Ag、Auなどの金属膜を形成してドレイン電極43を形成する。   Subsequently, a wiring material made of Al, Ag, Cu, Ti, Ni, Mo, W, Ta and nitrides thereof, or a laminated film thereof or an alloy thereof is formed on the interlayer oxide film 32 including the inside of the contact hole. The gate wiring 44, the gate pad 45, and the source pad 41 are formed by patterning them by sputtering or vapor deposition. Further, a drain electrode 43 is formed by forming a metal film such as Ti, Ni, Ag, or Au on the ohmic electrode 42 on the back surface of the semiconductor substrate 1.

以上の工程により、図30の構成のMOSFETが形成され、図3および図4に示した構成の炭化珪素MOSFETを得ることができる。   Through the above steps, the MOSFET having the configuration shown in FIG. 30 is formed, and the silicon carbide MOSFET having the configuration shown in FIGS. 3 and 4 can be obtained.

また図31は、図14のようにウェル領域20をテーパー状にした場合の構成を示している。図32は、図15のようにウェル領域20をテーパー状にし且つ高濃度領域29がウェル領域20表面に達する場合の構成を示している。図33は、図26のようにJFETエクステンション領域11のチャネル領域側の端部がウェル領域20の表面部で高濃度領域29に接続するようにした場合の構成である。図34は、図10のようにウェル領域20を逆テーパー状にした場合の構成を示している。さらに図35は、図27のようにウェル領域20を逆テーパー状にし、且つJFETエクステンション領域11の間隔(L2)よりもウェル領域20の間隔(L3)を短くした場合の構成を示している。   FIG. 31 shows a configuration when the well region 20 is tapered as shown in FIG. FIG. 32 shows a configuration in which the well region 20 is tapered as shown in FIG. 15 and the high-concentration region 29 reaches the surface of the well region 20. FIG. 33 shows a configuration in which the end of the JFET extension region 11 on the channel region side is connected to the high concentration region 29 at the surface of the well region 20 as shown in FIG. FIG. 34 shows a configuration in the case where the well region 20 has a reverse taper shape as shown in FIG. Further, FIG. 35 shows a configuration in which the well region 20 is reversely tapered as shown in FIG. 27 and the interval (L3) of the well region 20 is shorter than the interval (L2) of the JFET extension region 11.

また図示は省略するが、MOSFETの表面側をシリコン窒化膜やポリイミド等の保護膜で覆ってもよい。その場合、保護膜におけるソースパッド41、ゲート配線44およびゲートパッド45上の領域には、外部の制御回路からの配線をそれらの接続できるように開口が形成される。   Although not shown, the surface side of the MOSFET may be covered with a protective film such as a silicon nitride film or polyimide. In that case, openings are formed in regions of the protective film on the source pad 41, the gate wiring 44, and the gate pad 45 so that wirings from an external control circuit can be connected to them.

このように本実施の形態によれば、隣り合うJFETエクステンション領域11は所定の間隔(L2)をもって互いに離間して配設される。つまりJFET領域は、JFETエクステンション領域11で囲まれた第1JFET領域6の部分と、ウェル領域20で囲まれた第2JFET領域7の部分を含む構成になる。JFET領域の表面部全体の不純物濃度が高くならないため、MOSFETの逆バイアス時、ゲート絶縁膜30に印加される電界が緩和され、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, adjacent JFET extension regions 11 are spaced apart from each other with a predetermined interval (L2). That is, the JFET region includes a portion of the first JFET region 6 surrounded by the JFET extension region 11 and a portion of the second JFET region 7 surrounded by the well region 20. Since the impurity concentration of the entire surface portion of the JFET region does not increase, the electric field applied to the gate insulating film 30 during the reverse bias of the MOSFET is relaxed, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.

またソースエクステンション領域10とJFETエクステンション領域11とが同じ工程(図25)で形成さるため、両者は深さ方向に同じ不純物濃度分布を持つようになる。そのためチャネル長の均一化によるオン電流バラツキの減少、およびチャネル長の縮小化によるチャネル抵抗の低減が可能となる。さらにJFETエクステンション領域11の端部とウェル領域20の端部の距離(|L2−L3|/2)がユニットセル内で均一であるため、逆バイアス時におけるゲート絶縁膜30、第1JFET領域6および第2JFET領域7の電界分布が均一化され、半導体装置の高信頼性化が可能となる。   Since the source extension region 10 and the JFET extension region 11 are formed in the same process (FIG. 25), both have the same impurity concentration distribution in the depth direction. Therefore, it is possible to reduce the on-current variation due to the uniform channel length and to reduce the channel resistance by reducing the channel length. Furthermore, since the distance (| L2-L3 | / 2) between the end of the JFET extension region 11 and the end of the well region 20 is uniform within the unit cell, the gate insulating film 30, the first JFET region 6 and the The electric field distribution in the second JFET region 7 is made uniform, and the reliability of the semiconductor device can be increased.

また第1導電型の不純物濃度が高いソース領域12上にはゲート電極35を形成せず、その部分にMOS構造が形成されないため、ゲートリーク電流を抑えることができる。ソースエクステンション領域10の上にはゲート電極35を形成してもよいが、その場合、ソースエクステンション領域10の第1導電型の不純物濃度を、少なくとも表面においてソース領域12の第1導電型の不純物濃度よりも低くするとよい。それにより、ゲートリーク電流も抑えられており、ゲート絶縁膜30の信頼性の低下が防止される。   Further, the gate electrode 35 is not formed on the source region 12 having a high impurity concentration of the first conductivity type, and the MOS structure is not formed there, so that the gate leakage current can be suppressed. The gate electrode 35 may be formed on the source extension region 10. In this case, the first conductivity type impurity concentration of the source extension region 10 is set to be the first conductivity type impurity concentration of the source region 12 at least on the surface. Should be lower. Thereby, the gate leakage current is also suppressed, and the reliability of the gate insulating film 30 is prevented from being lowered.

またソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の第1導電型の不純物濃度分布は、表面側で低濃度、基板奥側で高濃度とすることにより、ソースエクステンション領域10上およびJFETエクステンション領域11上のMOS構造におけるゲート絶縁膜30の信頼性が向上する。   The impurity concentration distribution of the first conductivity type in the source extension region 10 and the JFET extension region 11 is low on the surface side and high on the back side of the substrate, so that it is on the source extension region 10 and the JFET extension region 11. The reliability of the gate insulating film 30 in the MOS structure is improved.

図32のように、第2導電型の不純物濃度の高い高濃度領域29がドリフト層2表面まで延伸する構成をとることで、オン動作時におけるドリフト層2からウェル領域20内へ伸びる空乏層の伸びを抑え、リーク電流の少ないMOSFETを実現することができる。特に図33のように、該高濃度領域29がJFETエクステンション領域11の端部を含む場合、オン動作時におけるドリフト層2およびJFETエクステンション領域11からの空乏層の伸びを抑えて、リーク電流の少ないMOSFETを実現することができる。   As shown in FIG. 32, the depletion layer extending from the drift layer 2 to the well region 20 during the ON operation is obtained by adopting a configuration in which the high concentration region 29 having a high impurity concentration of the second conductivity type extends to the surface of the drift layer 2. It is possible to realize a MOSFET that suppresses elongation and has little leakage current. In particular, as shown in FIG. 33, when the high-concentration region 29 includes the end portion of the JFET extension region 11, the extension of the depletion layer from the drift layer 2 and the JFET extension region 11 during the ON operation is suppressed, and the leakage current is small. A MOSFET can be realized.

一方、図34および図35に示したように、ウェル領域20は逆テーパー形状でもよい。特に図35のように、ウェル領域20の第2JFET領域7への張り出し量を、JFETエクステンション領域11の第1JFET領域6側への張り出し量よりも大きくすることで、逆バイアス時におけるゲート絶縁膜30への高電界印加が抑制され、半導体装置の高信頼性化が可能となる。   On the other hand, as shown in FIGS. 34 and 35, the well region 20 may have an inversely tapered shape. In particular, as shown in FIG. 35, the amount of protrusion of the well region 20 to the second JFET region 7 is made larger than the amount of protrusion of the JFET extension region 11 to the first JFET region 6 side. Application of a high electric field to the semiconductor device is suppressed, and the reliability of the semiconductor device can be increased.

<実施の形態2>
図36は、実施の形態2に係る半導体装置である炭化珪素MOSFETの構成を示す縦断面図であり、図37〜図39は、その製造方法を説明するための工程図である。
<Embodiment 2>
FIG. 36 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the silicon carbide MOSFET which is the semiconductor device according to the second embodiment, and FIGS. 37 to 39 are process diagrams for explaining the manufacturing method thereof.

図36の如く本実施の形態のMOSFETは、図30の構成に対し、ソースエクステンション領域10を取り囲む第2導電型のソースポケット領域51、JFETエクステンション領域11を取り囲む第2導電型のJFETポケット領域52、およびJFETエクステンション領域11と第2JFET領域7とを繋ぐ第1導電型の電流制御領域9を設けたものである。ソースポケット領域51は、全体がウェル領域20に重ねて形成されており、JFETポケット領域52は一部がウェル領域20に重ねて形成されている。   As shown in FIG. 36, the MOSFET of the present embodiment has a second conductivity type source pocket region 51 surrounding the source extension region 10 and a second conductivity type JFET pocket region 52 surrounding the JFET extension region 11 as compared with the configuration of FIG. , And a current control region 9 of the first conductivity type connecting the JFET extension region 11 and the second JFET region 7 is provided. The source pocket region 51 is entirely formed over the well region 20, and the JFET pocket region 52 is partially formed over the well region 20.

本実施の形態のMOSFETによれば、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52の存在により、JFETエクステンション領域11およびソースエクステンション領域10からチャネル領域への空乏層の伸びが抑えられる。そのため、チャネル長をより短くしても、リーク電流の増加やしきい値電圧の低下を抑制することが可能となり、ひいては短チャネル長化や短セルピッチ化によるオン抵抗の低減に寄与できる。なお、第1導電型の電流制御領域9は、JFETポケット領域52によってJFETエクステンション領域11と第2JFET領域7とが完全に分離されるのを防ぐ働きをしている。   According to the MOSFET of the present embodiment, the presence of the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52 suppresses the depletion layer from extending from the JFET extension region 11 and the source extension region 10 to the channel region. Therefore, even if the channel length is shortened, it is possible to suppress an increase in leakage current and a decrease in threshold voltage, which can contribute to a reduction in on-resistance due to a shorter channel length and a shorter cell pitch. The first conductivity type current control region 9 serves to prevent the JFET extension region 11 and the second JFET region 7 from being completely separated by the JFET pocket region 52.

本実施の形態のMOSFETは次の手法により形成可能である。すなわち、実施の形態1で示した図20(または図21)の工程の後に、注入マスク100a,103aを用いたイオン注入によって図37のように第1導電型のソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11を形成する。そして酸素プラズマ処理によるエッチングによって、注入マスク100a,103aに対する更なる細線化処理(第3の細線化処理)を行う。以下、第3の細線化処理が施された注入マスク100aおよび注入マスク103aをそれぞれ「注入マスク100b」、「注入マスク103b」と称す。   The MOSFET of this embodiment can be formed by the following method. That is, after the step of FIG. 20 (or FIG. 21) shown in the first embodiment, the first conductivity type source extension region 10 and the JFET extension region as shown in FIG. 37 by ion implantation using the implantation masks 100a and 103a. 11 is formed. Then, further thinning processing (third thinning processing) is performed on the implantation masks 100a and 103a by etching using oxygen plasma processing. Hereinafter, the implantation mask 100a and the implantation mask 103a subjected to the third thinning process are referred to as “implantation mask 100b” and “implantation mask 103b”, respectively.

その後、注入マスク100b,103bをマスクとする第2導電型不純物のイオン注入により、図38のようにソースポケット領域51およびJFETポケット領域52を形成する。ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52の深さは、それらの底面がソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の底面を超えるように設定される。このようにソースポケット領域51およびJFETポケット領域52は、ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11に対して自己整合的に形成できる。   Thereafter, the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52 are formed by ion implantation of the second conductivity type impurity using the implantation masks 100b and 103b as masks as shown in FIG. The depths of the source pocket region 51 and JFET pocket region 52 are set so that their bottom surfaces exceed the bottom surfaces of the source extension region 10 and JFET extension region 11. Thus, the source pocket region 51 and the JFET extension region 52 can be formed in a self-aligned manner with respect to the source extension region 10 and the JFET extension region 11.

あるいは、図37の工程の後、第3の細線化処理を行わずに、注入マスク100a,103aをマスクにしたイオン注入を行い、不純物の横方向散乱を利用して、ソースエクステンション領域10を包含するソースポケット領域51、およびJFETエクステンション領域11を包含するJFETポケット領域52を形成してもよい。または、注入マスク100a,103aをマスクにしたイオン注入を行う際に、不純物の斜め注入および基板の回転注入(もしくはステップ注入)を行うことでも、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52を形成することができる。その場合、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52を、ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11よりも先に形成してもよい。   Alternatively, after the step of FIG. 37, ion implantation using the implantation masks 100a and 103a as a mask is performed without performing the third thinning process, and the source extension region 10 is included by utilizing the lateral scattering of impurities. A source pocket region 51 and a JFET pocket region 52 including the JFET extension region 11 may be formed. Alternatively, when ion implantation is performed using the implantation masks 100a and 103a as masks, the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52 can also be formed by performing oblique implantation of impurities and rotational implantation (or step implantation) of the substrate. Can do. In that case, the source pocket region 51 and the JFET extension region 52 may be formed before the source extension region 10 and the JFET extension region 11.

ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52の形成後、図39のように、写真製版処理によって注入マスク108を形成し、イオン注入を行うことで電流制御領域9を形成する。電流制御領域9の深さは、JFETポケット領域52の底面を超えるように設定する。また電流制御領域9の不純物濃度はJFETポケット領域52の第2導電型不純物の濃度よりも大きくする必要があるが、高過ぎるとゲート絶縁膜30に印加される電界強度が高くなるため、JFETポケット領域52の第2導電型不純物の濃度を超える範囲で小さいことが望ましい。   After the formation of the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52, as shown in FIG. 39, an implantation mask 108 is formed by photolithography, and the current control region 9 is formed by performing ion implantation. The depth of the current control region 9 is set so as to exceed the bottom surface of the JFET pocket region 52. Further, the impurity concentration of the current control region 9 needs to be higher than the concentration of the second conductivity type impurity of the JFET pocket region 52. However, if it is too high, the electric field strength applied to the gate insulating film 30 becomes high. It is desirable for the region 52 to be small in the range exceeding the concentration of the second conductivity type impurity.

以降は、実施の形態1において図28以降の図で示した工程と同様の手順を実施することにより、図36のMOSFET構造が得られる。本実施の形態においても、ウェル領域20として、図10、図14、図15に示した構造を適用してもよい。   Thereafter, the same procedure as that shown in FIG. 28 and subsequent drawings in the first embodiment is performed, whereby the MOSFET structure of FIG. 36 is obtained. Also in the present embodiment, the structure shown in FIGS. 10, 14, and 15 may be applied as the well region 20.

実施の形態2によれば、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52の存在により、JFETエクステンション領域11およびソースエクステンション領域10からチャネル領域への空乏層の伸びが抑えられる。そのため、チャネル長をより短くしても、リーク電流の増加やしきい値電圧の低下を抑制することが可能となり、ひいては短チャネル長化や短セルピッチ化によるオン抵抗の低減に寄与できる。   According to the second embodiment, the presence of the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52 suppresses the depletion layer from extending from the JFET extension region 11 and the source extension region 10 to the channel region. Therefore, even if the channel length is shortened, it is possible to suppress an increase in leakage current and a decrease in threshold voltage, which can contribute to a reduction in on-resistance due to a shorter channel length and a shorter cell pitch.

さらにJFETエクステンション領域11の底面が、第2導電型のJFETポケット領域52で覆われているため、半導体装置への逆バイアス印加時にゲート絶縁膜30に印加される電界をさらに緩和することができ、装置の信頼性を向上させることができる。   Furthermore, since the bottom surface of the JFET extension region 11 is covered with the JFET pocket region 52 of the second conductivity type, the electric field applied to the gate insulating film 30 when a reverse bias is applied to the semiconductor device can be further relaxed, The reliability of the apparatus can be improved.

<実施の形態3>
図40は、実施の形態3に係る半導体装置である炭化珪素MOSFETの構成を示す縦断面図であり、図41,図42は、その製造方法を説明するための工程図である。
<Embodiment 3>
FIG. 40 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the silicon carbide MOSFET which is the semiconductor device according to the third embodiment, and FIGS. 41 and 42 are process diagrams for explaining the manufacturing method thereof.

図40の如く本実施の形態のMOSFETは、図30の構成に対し、ソースエクステンション領域10の底面の一部を覆う第2導電型のソースポケット領域51と、JFETエクステンション領域11の底面の一部を覆う第2導電型のJFETポケット領域52とを、それぞれ設けたものである。   As shown in FIG. 40, the MOSFET of the present embodiment has a second conductivity type source pocket region 51 covering a part of the bottom surface of the source extension region 10 and a part of the bottom surface of the JFET extension region 11 as compared with the configuration of FIG. And a second conductivity type JFET pocket region 52 for covering each.

JFETエクステンション領域11の底面の一部が第2導電型のJFETポケット領域52で覆われているため、JFETエクステンション領域11が第2JFET領域7に接する距離が、実施の形態1の場合よりも短くなる。そのため、半導体装置への逆バイアス印加時にゲート絶縁膜30に印加される電界をさらに緩和することができ、装置の信頼性を向上させることができる。   Since part of the bottom surface of the JFET extension region 11 is covered with the JFET pocket region 52 of the second conductivity type, the distance at which the JFET extension region 11 is in contact with the second JFET region 7 is shorter than in the case of the first embodiment. . Therefore, the electric field applied to the gate insulating film 30 when a reverse bias is applied to the semiconductor device can be further relaxed, and the reliability of the device can be improved.

本実施の形態のMOSFETは次の手法により形成可能である。すなわち、実施の形態1で示した図20(または図21)の工程の後に、注入マスク100a,103aを用いたイオン注入によって図41のように第2導電型のソースポケット領域53およびJFETポケット領域52を形成する。そして酸素プラズマ処理によるエッチングによって、注入マスク100a,103aに対する更なる細線化処理(第3の細線化処理)を施した注入マスク100b,100bを形成する。   The MOSFET of this embodiment can be formed by the following method. That is, after the step of FIG. 20 (or FIG. 21) shown in the first embodiment, the second conductivity type source pocket region 53 and the JFET pocket region are implanted as shown in FIG. 41 by ion implantation using the implantation masks 100a and 103a. 52 is formed. Then, implantation masks 100b and 100b are formed by performing further thinning processing (third thinning processing) on the implantation masks 100a and 103a by etching using oxygen plasma treatment.

続いて、注入マスク100b,103bをマスクとする第1導電型不純物のイオン注入により、図42のようにソースエクステンション領域16およびJFETエクステンション領域11を形成する。ソースエクステンション領域16およびJFETエクステンション領域11の深さは、それらの底面がソースポケット領域53およびJFETポケット領域52の底面を超えないように設定される。このようにソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11は、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52に対して自己整合的に形成できる。   Subsequently, the source extension region 16 and the JFET extension region 11 are formed by ion implantation of the first conductivity type impurities using the implantation masks 100b and 103b as masks as shown in FIG. The depths of the source extension region 16 and the JFET extension region 11 are set so that their bottom surfaces do not exceed the bottom surfaces of the source pocket region 53 and the JFET pocket region 52. As described above, the source extension region 10 and the JFET extension region 11 can be formed in a self-aligned manner with respect to the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52.

以降は、実施の形態1において図28以降の図で示した工程と同様の手順を実施することにより、図40のMOSFET構造が得られる。本実施の形態においても、ウェル領域20として、図10、図14、図15に示した構造を適用してもよい。   Thereafter, the MOSFET structure shown in FIG. 40 is obtained by performing the same procedure as that shown in FIG. 28 and subsequent drawings in the first embodiment. Also in the present embodiment, the structure shown in FIGS. 10, 14, and 15 may be applied as the well region 20.

実施の形態3によれば、JFETエクステンション領域11の底面の一部が第2導電型のJFETポケット領域52で覆われているため、JFETエクステンション領域11が第2JFET領域7に接する距離が、実施の形態1の場合よりも短くなる。そのため、半導体装置への逆バイアス印加時にゲート絶縁膜30に印加される電界をさらに緩和することができ、装置の信頼性を向上させることができる。   According to the third embodiment, since a part of the bottom surface of the JFET extension region 11 is covered with the second conductivity type JFET pocket region 52, the distance at which the JFET extension region 11 is in contact with the second JFET region 7 is as follows. It becomes shorter than the case of form 1. Therefore, the electric field applied to the gate insulating film 30 when a reverse bias is applied to the semiconductor device can be further relaxed, and the reliability of the device can be improved.

<実施の形態4>
図43は、実施の形態4に係る半導体装置である炭化珪素MOSFETの構成を示す縦断面図であり、図44,図45は、その製造方法を説明するための工程図である。
<Embodiment 4>
FIG. 43 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the silicon carbide MOSFET which is the semiconductor device according to the fourth embodiment, and FIGS. 44 and 45 are process diagrams for explaining the manufacturing method thereof.

図43の如く本実施の形態のMOSFETは、図30の構成に対し、ソースエクステンション領域10の上部に形成された第2導電型のソースポケット領域51と、JFETエクステンション領域11の上部に形成された第2導電型のJFETポケット領域52とを、それぞれ設けたものである。   As shown in FIG. 43, the MOSFET of the present embodiment is formed in the second conductivity type source pocket region 51 formed in the upper portion of the source extension region 10 and in the upper portion of the JFET extension region 11 with respect to the configuration in FIG. A second conductivity type JFET pocket region 52 is provided.

この構成によれば、チャネル領域をMOS界面(ウェル領域20の表面)から遠ざけることができるので、MOS界面の界面準位がチャネル領域に与える影響を小さくできる。従ってチャネル移動度がより高くなり、チャネル抵抗を低減することができる。   According to this configuration, since the channel region can be moved away from the MOS interface (the surface of the well region 20), the influence of the interface state of the MOS interface on the channel region can be reduced. Therefore, channel mobility can be increased and channel resistance can be reduced.

本実施の形態のMOSFETは次の手法により形成可能である。すなわち、実施の形態1で示した図20(または図21)の工程の後に、注入マスク100a,103aを用いたイオン注入によって図44のように第2導電型のソースポケット領域53およびJFETポケット領域52を形成する。   The MOSFET of this embodiment can be formed by the following method. That is, after the step of FIG. 20 (or FIG. 21) shown in the first embodiment, the second conductivity type source pocket region 53 and the JFET pocket region are implanted as shown in FIG. 44 by ion implantation using the implantation masks 100a and 103a. 52 is formed.

続いて、注入マスク100b,103bをマスクとする第1導電型不純物のイオン注入により、図45のようにソースエクステンション領域16およびJFETエクステンション領域11を形成する。ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の深さは、それらの底面がウェル領域20を超えない範囲であり、ソースポケット領域55およびJFETポケット領域56の深さは、それらの底面がソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11の底面を超えない範囲で設定される。このようにソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11は、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52に対して自己整合的に形成できる。   Subsequently, the source extension region 16 and the JFET extension region 11 are formed by ion implantation of the first conductivity type impurities using the implantation masks 100b and 103b as masks as shown in FIG. The depths of the source extension region 10 and the JFET extension region 11 are such that their bottom surfaces do not exceed the well region 20, and the depths of the source pocket region 55 and the JFET pocket region 56 are such that their bottom surfaces are the source extension region 10. And is set in a range not exceeding the bottom surface of the JFET extension region 11. As described above, the source extension region 10 and the JFET extension region 11 can be formed in a self-aligned manner with respect to the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52.

なお、ソースエクステンション領域10およびJFETエクステンション領域11を、ソースポケット領域51およびJFETポケット領域52より先に形成してもよい。   Note that the source extension region 10 and the JFET extension region 11 may be formed before the source pocket region 51 and the JFET pocket region 52.

以降は、実施の形態1において図28以降の図で示した工程と同様の手順を実施することにより、図43のMOSFET構造が得られる。本実施の形態においても、ウェル領域20として、図10、図14、図15に示した構造を適用してもよい。   Thereafter, the same procedure as that shown in FIG. 28 and subsequent drawings in the first embodiment is performed, whereby the MOSFET structure of FIG. 43 is obtained. Also in the present embodiment, the structure shown in FIGS. 10, 14, and 15 may be applied as the well region 20.

実施の形態4によれば、チャネル領域をMOS界面(ウェル領域20の表面)から遠ざけることができるので、MOS界面の界面準位がチャネル領域に与える影響を小さくできる。従ってチャネル移動度がより高くなり、チャネル抵抗を低減することができる。   According to the fourth embodiment, since the channel region can be moved away from the MOS interface (the surface of the well region 20), the influence of the interface state of the MOS interface on the channel region can be reduced. Therefore, channel mobility can be increased and channel resistance can be reduced.

また上記の各実施の形態では、本発明に係る半導体装置の例として縦型のMOSFETを示したが、本発明の適用はこれに限られず、MOS構造を有するスイッチング素子に広く適用可能である。例えば図30の構成において半導体基板1とオーミック電極42との間に第2導電型からなるコレクタ層を設ければIGBTの構成となるが、IGBTにおいても上記した本発明の効果は得られる。   In each of the above embodiments, a vertical MOSFET is shown as an example of a semiconductor device according to the present invention. However, the application of the present invention is not limited to this and can be widely applied to switching elements having a MOS structure. For example, in the configuration of FIG. 30, if a collector layer made of the second conductivity type is provided between the semiconductor substrate 1 and the ohmic electrode 42, an IGBT configuration is obtained, but the above-described effects of the present invention can also be obtained in the IGBT.

1 半導体基板、2 ドリフト層、5 チップ、6 第1JFET領域、7 第2JFET領域、8 電流制御層、9 電流制御領域、10 ソースエクステンション領域、11 JFETエクステンション領域、12 ソース領域、20 ウェル領域、21 ウェルコンタクト領域、29 高濃度領域、30 ゲート絶縁膜、31 フィールド酸化膜、32 層間酸化膜、35 ゲート電極、40,42 オーミック電極、41 ソースパッド、43 ドレイン電極、44 ゲート配線、45 ゲートパッド、50 JTE領域、51 ソースポケット領域、52 JFETポケット領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 2 Drift layer, 5 chip | tip, 6 1st JFET area | region, 7 2nd JFET area | region, 8 Current control layer, 9 Current control area | region, 10 Source extension area | region, 11 JFET extension area | region, 12 Source area | region, 20 Well area | region, 21 Well contact region, 29 high concentration region, 30 gate insulating film, 31 field oxide film, 32 interlayer oxide film, 35 gate electrode, 40, 42 ohmic electrode, 41 source pad, 43 drain electrode, 44 gate wiring, 45 gate pad, 50 JTE region, 51 source pocket region, 52 JFET pocket region.

Claims (17)

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層の上面部に選択的に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ドリフト層における前記ウェル領域に隣接した部分であるJFET領域と、
前記ウェル領域の上面部に選択的に形成された第1導電型のソース領域と、
前記ウェル領域の上面部において前記ソース領域に一部を重ねて形成された第1導電型のソースエクステンション領域と、
前記ウェル領域の上面部において前記JFET領域に一部を重ねて形成された第1導電型のJFETエクステンション領域と、
前記ドリフト層上にゲート絶縁膜を介して配設され、前記JFETエクステンション領域およびソースエクステンション領域上に跨って延在するゲート電極と
を備える半導体装置であって、
前記ソース領域、前記ソースエクステンション領域および前記JFETエクステンション領域を含む前記ウェル領域を複数個備え、
前記ゲート電極は、隣り合う前記ウェル領域およびその間の前記JFET領域の上に跨って延在し、
隣り合う前記ウェル領域の前記JFETエクステンション領域は互いに分離している
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first conductivity type drift layer formed on the semiconductor substrate;
A well region of a second conductivity type selectively formed on the upper surface of the drift layer;
A JFET region which is a portion adjacent to the well region in the drift layer;
A first conductivity type source region selectively formed on an upper surface of the well region;
A source extension region of a first conductivity type formed on the upper surface of the well region so as to partially overlap the source region;
A JFET extension region of a first conductivity type formed on the upper surface of the well region so as to partially overlap the JFET region;
A semiconductor device including a gate electrode disposed on the drift layer via a gate insulating film and extending over the JFET extension region and the source extension region;
A plurality of well regions including the source region, the source extension region, and the JFET extension region;
The gate electrode extends over the adjacent well regions and the JFET region therebetween,
A semiconductor device, wherein the JFET extension regions in adjacent well regions are separated from each other.
前記ソースエクステンション領域および前記JFETエクステンション領域は、同一工程のイオン注入により同時に形成されたものである
請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the source extension region and the JFET extension region are formed simultaneously by ion implantation in the same process.
平面視で、前記ウェル領域における前記JFET領域側の端部と、前記JFETエクステンション領域における前記JFET領域側の端部との距離は、均一である
請求項1または請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a distance between an end portion on the JFET region side in the well region and an end portion on the JFET region side in the JFET extension region is uniform in a plan view.
前記ソースエクステンション領域および前記JFETエクステンション領域の上面部の第1導電型の不純物濃度は、前記ソース領域の上面部の第1導電型の不純物濃度よりも低く、
前記ゲート電極は、前記ソース領域上には形成されていない
請求項1から請求項3のいずれか一項記載の半導体装置。
The first conductivity type impurity concentration of the upper surface portion of the source extension region and the JFET extension region is lower than the first conductivity type impurity concentration of the upper surface portion of the source region,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is not formed on the source region.
前記ソースエクステンション領域および前記JFETエクステンション領域は、上部よりも底部の方が第1導電型の不純物濃度が高い
請求項1から請求項4のいずれか一項記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the source extension region and the JFET extension region have a higher impurity concentration of the first conductivity type at the bottom than at the top.
前記ウェル領域における第2導電型の不純物の高濃度領域は、当該ウェル領域の端部以外では深部に位置し、当該ウェル領域の端部近傍で深部から上面部へと延伸する
請求項1から請求項5のいずれか一項記載の半導体装置。
The high concentration region of the second conductivity type impurity in the well region is located in a deep portion other than the end portion of the well region, and extends from the deep portion to the upper surface portion in the vicinity of the end portion of the well region. 6. The semiconductor device according to any one of items 5.
前記JFETエクステンション領域における前記ソースエクステンション領域側の端部の位置は、前記ウェル領域の上面部へ延伸した前記高濃度領域に含まれる
請求項6記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6, wherein the position of the end portion on the source extension region side in the JFET extension region is included in the high concentration region extending to the upper surface portion of the well region.
前記ウェル領域は、上部より底部が広い逆テーパー形状であり、
前記ウェル領域における前記JFET領域側の端部は、JFETエクステンション領域におけるJFET領域側の端部よりも張り出している
請求項1から請求項7のいずれか一項記載の半導体装置。
The well region has a reverse taper shape with a wider bottom than the top,
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end of the well region on the JFET region side protrudes beyond an end of the JFET extension region on the JFET region side. 9.
前記ソースエクステンション領域を囲むように前記ウェル領域に重ねて形成された第2導電型のソースポケット領域と、
前記JFETエクステンション領域を囲むように前記ウェル領域に一部を重ねて形成された第2導電型のJFETポケット領域とをさらに備える
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の半導体装置。
A source pocket region of a second conductivity type formed to overlap the well region so as to surround the source extension region;
9. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second conductivity type JFET pocket region formed to partially overlap the well region so as to surround the JFET extension region.
前記JFET領域において前記JFETエクステンション領域に一部を重ねて形成され、前記JFETエクステンション領域をその下の前記JFET領域に接続させる第1導電型の電流制御領域をさらに備える
請求項9記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 9, further comprising a current control region of a first conductivity type that is formed so as to partially overlap the JFET extension region in the JFET region and connects the JFET extension region to the JFET region below the JFET extension region.
前記ソースエクステンション領域の底の一部を覆うように前記ウェル領域に重ねて形成された第2導電型のソースポケット領域と、
前記JFETエクステンション領域の底の一部を覆うように前記ウェル領域に一部を重ねて形成された第2導電型のJFETポケット領域とをさらに備える
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の半導体装置。
A second conductivity type source pocket region formed on the well region so as to cover a part of the bottom of the source extension region;
9. The second conductivity type JFET pocket region formed so as to overlap a part of the well region so as to cover a part of the bottom of the JFET extension region. 9. Semiconductor device.
前記ソースエクステンション領域の上部に形成された第2導電型のソースポケット領域と、
前記JFETエクステンション領域の上部に形成された第2導電型のJFETポケット領域とをさらに備える
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の半導体装置。
A source pocket region of a second conductivity type formed on the source extension region;
9. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a JFET pocket region of a second conductivity type formed on an upper portion of the JFET extension region.
前記半導体基板および前記ドリフト層は、ワイドバンドギャップ半導体である
請求項1から請求項12のいずれか一項記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate and the drift layer are wide band gap semiconductors.
(a)半導体基板上に形成された第1導電型のドリフト層上に第1マスクを形成する工程と、
(b)前記第1マスクを用いたイオン注入により、前記ドリフト層に第2導電型のウェル領域を形成すると共に、前記第1マスクの下に前記ウェル領域に隣接するJFET領域を規定する工程と、
(c)前記工程(b)よりも後に、前記第1マスクを細線化する工程と、
(d)前記第1マスクを残したまま、前記ウェル領域上に第2マスクを形成する工程と、
(e)前記工程(c)および(d)よりも後に、前記第1マスクおよび前記第2マスクを用いたイオン注入により、前記ウェル領域において、前記JFET領域に接続する第1導電型のJFETエクステンション領域を形成すると共に、当該JFETエクステンション領域から前記第2マスクを挟む領域に第1導電型のソースエクステンション領域を形成する工程と、
(f)前記第1および第2マスクを除去する工程と、
(g)前記ウェル領域内に、前記ソースエクステンション領域に接続する第1導電型のソース領域を形成する工程と、
(h)前記ドリフト層上に、前記JFET領域、前記JFETエクステンション領域およびソースエクステンション領域に跨るゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する工程とを備える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) forming a first mask on a first conductivity type drift layer formed on a semiconductor substrate;
(B) forming a second conductivity type well region in the drift layer by ion implantation using the first mask and defining a JFET region adjacent to the well region under the first mask; ,
(C) a step of thinning the first mask after the step (b);
(D) forming a second mask on the well region while leaving the first mask;
(E) After the steps (c) and (d), a first conductivity type JFET extension connected to the JFET region in the well region by ion implantation using the first mask and the second mask. Forming a region, and forming a source extension region of the first conductivity type in a region sandwiching the second mask from the JFET extension region;
(F) removing the first and second masks;
(G) forming a first conductivity type source region connected to the source extension region in the well region;
(H) forming a gate insulating film and a gate electrode straddling the JFET region, the JFET extension region, and the source extension region on the drift layer.
前記(e)よりも後に、
(i)前記第1および第2マスクを細線化し、その後、当該第1および第2マスクを用いたイオン注入により、前記ソースエクステンション領域をよりも深い第2導電型のソースポケット領域、およびJFETエクステンション領域よりも深い第2導電型のJFETポケット領域を形成する工程
をさらに備える
請求項14記載の半導体装置の製造方法。
After (e),
(I) The first and second masks are thinned, and then ion implantation using the first and second masks is performed to make the source extension region a deeper second conductivity type source pocket region and a JFET extension. 15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, further comprising a step of forming a JFET pocket region of a second conductivity type deeper than the region.
前記工程(c)および(d)よりも後、且つ、前記(e)よりも前に、
(i)前記第1および第2マスクを用いたイオン注入により、前記ソースエクステンション領域よりも深い第2導電型のソースポケット領域、およびJFETエクステンション領域よりも深い第2導電型のJFETポケット領域を形成し、その後、前記第1および第2マスクを細線化する工程
をさらに備える
請求項14記載の半導体装置の製造方法。
After the steps (c) and (d) and before the step (e),
(I) Forming a second conductivity type source pocket region deeper than the source extension region and a second conductivity type JFET pocket region deeper than the JFET extension region by ion implantation using the first and second masks. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, further comprising a step of thinning the first and second masks.
前記工程(c)および(d)よりも後に、
(i)前記第1マスクおよび前記第2マスクを用いたイオン注入により、前記ソースエクステンション領域よりも浅い第2導電型のソースポケット領域、およびJFETエクステンション領域よりも浅い第2導電型のJFETポケット領域を形成する工程
をさらに備える
請求項14記載の半導体装置の製造方法。
After the steps (c) and (d),
(I) A second conductivity type source pocket region shallower than the source extension region and a second conductivity type JFET pocket region shallower than the JFET extension region by ion implantation using the first mask and the second mask. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, further comprising:
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