JP2018117084A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明にかかる半導体装置として、炭化珪素PiNダイオードを例に説明する。図1は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法について、半導体材料として炭化珪素を用いたPiNダイオードを作製(製造)する場合を例に説明する。図3〜5は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
図6は、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。図7は、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体装置の他の構成を示す断面図である。実施の形態2にかかる半導体装置が実施の形態1にかかる半導体装置と異なるのは、p型領域3、p型領域10と2層とし、p型領域を低濃度化した低注入構造を持つPiNダイオードとしたことである。
次に、実施の形態2にかかる半導体装置の製造方法について説明する。まず、実施の形態1と同様に、n型炭化珪素基板1の表面に、n-型変換層9、n-型ドリフト層2を形成する(図3、4参照)。次に、図6の場合、n-型ドリフト層2の上にエピタキシャル成長により、もしくはイオンインプランテーションにより、p型不純物としてBを用いたp型領域10を形成する。次に、p型領域10の上にエピタキシャル成長により、もしくはイオンインプランテーションにより、p型不純物としてAlを用いたp型領域3を形成する。図7の場合は、p型領域3を先に形成し、次にp型領域10を形成する。その後、表面電極7および裏面電極8をそれぞれ形成する。これにより、図6、7に記載されるPiNダイオードが完成する。
図8は、実施の形態3にかかる炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態3にかかる半導体装置が実施の形態1にかかる半導体装置と異なるのは、低濃度化したp型領域10の一部に高不純物濃度のp型領域3を持つ低注入構造を持つPiNダイオードとしたことである。
次に、実施の形態3にかかる半導体装置の製造方法について説明する。まず、実施の形態1と同様に、n型炭化珪素基板1の表面に、n-型変換層9、n-型ドリフト層2を形成する(図3、4参照)。次に、n-型ドリフト層2の上にエピタキシャル成長により、もしくはイオンインプランテーションにより、p型不純物としてBを用いたp型領域10を形成する。次に、p型領域10の表面層にイオンインプランテーションにより、p型不純物としてAlを用いたp型領域3を選択的に形成する。その後、表面電極7および裏面電極8をそれぞれ形成する。これにより、図8に記載されるPiNダイオードが完成する。
図9は、実施の形態4にかかる炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態4にかかる半導体装置が実施の形態1にかかる半導体装置と異なるのは、n-型変換層9の上に再結合を促進させる高濃度のn型バッファ層(第1導電型の第5半導体層)4を備えたPiNダイオードとしたことである。n型バッファ層4は、例えば、不純物濃度が1×1018/cm3以上で厚さ1μm以上のバッファ層である。他の構造は実施の形態1と同じであるために、説明を省略する。
次に、実施の形態4にかかる半導体装置の製造方法について説明する。まず、実施の形態1と同様に、n型炭化珪素基板1の表面に、n-型変換層9を形成する(図3参照)。次に、n-型変換層9の上にエピタキシャル成長により、n型バッファ層4を形成する。この後、実施の形態1と同様に、n-型ドリフト層2を形成する工程から、表面電極7および裏面電極8をそれぞれ形成する工程を行う。これにより、図9に記載されるPiNダイオードが完成する。
2 n-型ドリフト層
3 p型領域
4 n型バッファ層
7 表面電極
8 裏面電極
9 n-型変換層
10 p型領域
Claims (6)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた、前記半導体基板よりも不純物濃度の低い第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層の、前記半導体基板に対して反対側に設けられた第2導電型の第2半導体層と、
を備え、
前記第2半導体層は、炭化珪素中でアルミニウムよりも深い不純物準位を作り、第2導電型となる不純物を含むことを特徴とする半導体装置。 - 前記第2半導体層は、
前記第1半導体層と接する第3半導体層と、
前記第3半導体層の、前記第1半導体層に対して反対側に設けられた、前記第3半導体層より不純物濃度の高い第4半導体層と、からなり、
前記第3半導体層と前記第4半導体層のいずれか一つは、炭化珪素中でアルミニウムよりも深い不純物準位を作り、第2導電型となる不純物を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第2半導体層は、
前記第1半導体層に対して反対側の表面に選択的に設けられた、前記第2半導体層より不純物濃度が高い第2導電型の第1半導体領域を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板と前記第1半導体層との間に、前記第1半導体層よりも不純物濃度の高い第1導電型の第5半導体層を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 炭化珪素中でアルミニウムよりも深い不純物準位を作り、第2導電型となる前記不純物は、ホウ素であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 第1導電型の半導体基板上に、前記半導体基板よりも不純物濃度の低い第1導電型の第1半導体層を形成する第1工程と、
前記第1半導体層の、前記半導体基板に対して反対側に第2導電型の第2半導体層を形成する第2工程と、
を含み、
前記第2工程において、前記第2半導体層に、炭化珪素中でアルミニウムよりも深い不純物準位を作り、第2導電型となる不純物を注入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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