JP2020080439A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020080439A JP2020080439A JP2020038465A JP2020038465A JP2020080439A JP 2020080439 A JP2020080439 A JP 2020080439A JP 2020038465 A JP2020038465 A JP 2020038465A JP 2020038465 A JP2020038465 A JP 2020038465A JP 2020080439 A JP2020080439 A JP 2020080439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- semiconductor
- partial region
- electrode
- conductivity type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 364
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 64
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 claims description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 9
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置110は、第1半導体領域10、第2半導体領域20、第3半導体領域30、第4半導体領域40、第1電極71、第2電極72及び第1絶縁膜75を含む。半導体装置110は、例えばMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタである。
図2は、第1の実施形態に係る半導体装置の特性を例示するグラフ図である。
図2の横軸は、ドレイン電圧Vd(V)である。縦軸は、ドレイン電流Id(A)である。図2に示すように、実施形態に係る半導体装置110においては、アバランシェ降伏が生じるドレイン電圧Vd(約1600V)未満において、ドレイン電流Idは非常に小さい。すなわち、ソース・ドレインリークが実質的に生じない。
図3は、第1参考例の半導体装置119の特性を例示している。第1参考例の半導体装置119においては、コンタクト領域(p+層)は、ソース電極(第2電極72)の第1導電領域72aの直下にある。すなわち、コンタクト領域(p+層)は、第1導電領域72aの一部と、第4半導体領域40の第3部分領域p3の一部と、の間に設けられる。図3においては、コンタクト領域(p+層)の端のX軸方向における位置と、第3部分領域p3のX軸方向における位置と、の間の距離Wが異なる例についての特性が示されている。図3において、距離Wは、0.1μm、0.2μm、0.3μmまたは0.4μmである。距離Wは、半導体装置119におけるセルピッチに関係する。距離Wが長いと、セルピッチが大きくなる。
図4において、横軸は、セルピッチPc(μm)である(図1参照)。縦軸はオン抵抗RonA(mΩ・cm2)である。図4には、実施形態に係る半導体装置110の特性と、第1参考例の半導体装置119の特性と、が示されている。第1参考例において、セルピッチPcは、上述の距離Wに連動する。
図5(a)〜図5(f)は、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図6に示すように、本実施形態に係る別の半導体装置111においても、第1〜第4半導体領域10、20、30及び40、第1電極71、第2電極72及び第1絶縁膜75が設けられる。半導体装置111においても、第3部分領域p3と中間部分領域piとの間の境界b1は、第2電極72の第1導電領域72aの側面72as(第2方向と交差する面)を含む平面72PLに沿っている。半導体装置111においては、境界b1は、平面72PLから離れている。これ以外は、半導体装置110と同様である。
図7に示すように、本実施形態に係る別の半導体装置112においては、第2方向(X軸方向)において、第3半導体領域30の一部は、第2半導体領域20の一部と、第1導電領域72aと、の間に設けられている。これ以外は、半導体装置110と同様である。
図8に示すように、本実施形態に係る別の半導体装置113は、第1〜第4半導体領域10、20、30及び40に加えて、第5半導体領域50をさらに含む。これ以外は、半導体装置110と同様である。
本実施形態は、半導体装置の製造方法に係る。
図9は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図9に示すように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第1導電形の第1半導体膜F1の上に設けられた第2導電形の第2半導体膜F2の上側部分の一部に第1導電形の第1不純物I1を導入して、第1導電形の第3半導体膜F3を形成する(ステップS110)。例えば、図5(a)に例示した処理を行う。
Claims (9)
- 第1部分領域と、第2部分領域と、前記第1部分領域及び前記第2部分領域の間に位置した中間部分領域と、を含む第1導電形の第1半導体領域と、
前記第2部分領域から前記第1部分領域に向かう方向と交差する第1方向において、前記第1部分領域から離れた第1電極と、
第2電極であって、
前記第1方向において前記第2部分領域から離れた第1導電領域と、
前記第1方向において前記中間部分領域から離れた第2導電領域と、
を含む前記第2電極と、
前記第1方向において前記中間部分領域と前記第2導電領域の一部との間に設けられ、前記第1方向と交差する第2方向において前記第1導電領域と前記第1電極との間に設けられ、前記第2電極と電気的に接続された、前記第1導電形の第2半導体領域と、
前記第1方向において前記中間部分領域と前記第2導電領域の別の一部との間に設けられ、前記第2方向において前記第1導電領域と前記第2半導体領域の少なくとも一部との間に設けられ、前記第2電極と電気的に接続され、第2導電形の第3半導体領域と、
第3部分領域及び第4部分領域を含む前記第2導電形の第4半導体領域であって、前記第3部分領域は、前記第1方向において前記第2部分領域と前記第1導電領域との間に設けられ、前記第4部分領域は、前記第1方向において前記中間部分領域と前記第2半導体領域との間、及び、前記第1方向において前記中間部分領域と前記第3半導体領域との間に設けられ、前記第4部分領域は、前記第2方向において前記第1導電領域と前記第1電極との間に位置し、前記第4部分領域は前記第3部分領域と連続した、前記第4半導体領域と、
前記第1方向において前記第1部分領域と前記第1電極との間、前記第2方向において前記第4部分領域と前記第1電極との間、及び、前記第2方向において前記第2半導体領域と前記第1電極との間に設けられた第1絶縁膜と、
を備え、
前記第1半導体領域、前記第2半導体領域、前記第3半導体領域及び前記第4半導体領域は、炭化珪素を含み、
前記第3半導体領域における前記第2導電形のキャリア濃度は、前記第3部分領域における前記第2導電形のキャリア濃度よりも高く、
前記第4部分領域における前記第2導電形のキャリア濃度は、前記第3部分領域における前記第2導電形の前記キャリア濃度よりも低く、
前記第3部分領域と前記中間部分領域との間の境界と、前記第1絶縁膜と、の間の前記第2方向に沿った第1距離は、前記第1導電領域と前記第1絶縁膜との間の前記第2方向に沿った第3距離よりも短い、半導体装置。 - 前記第1距離は、前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の境界と、前記第1絶縁膜と、の間の前記第2方向に沿った第2距離よりも長い、請求項1記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域の前記第2方向に沿う長さは、前記第3半導体領域の前記第1方向に沿う長さよりも短い、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記第3部分領域の少なくとも一部は、前記第2方向において前記第4部分領域と重なる、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1方向において、前記第2半導体領域の一部は、前記第3半導体領域と、前記第2導電領域と、の間にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域における欠陥の密度は、前記第4部分領域における欠陥の密度よりも高い、請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域のフォトルミネッセンスの、370nm以上400nm以下の波長の範囲の強度の最高値に対する、前記第3半導体領域の前記フォトルミネッセンスの、480nm以上500nm以下の波長の範囲の強度の最高値の第1比は、前記第4半導体領域のフォトルミネッセンスの、370nm以上400nm以下の波長の範囲の強度の最高値に対する、前記第4半導体領域のフォトルミネッセンスの、480nm以上500nm以下の波長の範囲の強度の最高値の第2比よりも高い、請求項1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 第1導電形の第1半導体膜の上に設けられた第2導電形の第2半導体膜の上側部分の一部に第1導電形の第1不純物を導入して前記第1導電形の第3半導体膜を形成し、
前記第3半導体膜の少なくとも一部を覆う第1マスクを用いて前記第1マスクの開口部から露出する前記第2半導体膜の前記上側部分の他の一部に前記第2導電形の第2不純物を導入して、前記第2不純物を含む前記第2導電形の第4半導体膜を形成し、
前記第2半導体膜の前記一部、及び、前記第4半導体膜の一部を覆い、前記第4半導体膜の他の一部を覆わない第2マスクを用いて、前記第2マスクの開口部から露出する前記第4半導体膜の前記他の一部、及び、前記第2半導体膜の一部を除去してトレンチを形成し、
前記トレンチの底部に前記第2導電形の第3不純物を導入して、前記第1半導体膜のうちの前記底部の下に位置する部分から前記第2導電形の領域を形成し、
前記トレンチの内部に導電材料を導入して電極を形成し、
前記第2マスクは、前記第1マスクと、前記第1マスクの上に形成された膜と、を含み、前記第2マスクの前記開口部の幅は、前記第1マスクの前記開口部の幅よりも狭い、半導体装置の製造方法。 - 前記第1半導体膜、前記第2半導体膜、前記第3半導体膜及び前記第4半導体膜は、炭化珪素を含み、
前記第4半導体膜の前記一部における前記第2導電形の第1不純物濃度は、前記トレンチの前記底部に前記第3不純物が導入され前記底部の下に位置する前記第2導電形の領域における前記第2導電形の第2不純物濃度よりも高く、
前記第2半導体膜のうちの前記第3不純物が導入されない部分における前記第2導電形の第3不純物濃度は、前記第2不純物濃度よりも低い、請求項8記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020038465A JP6926261B2 (ja) | 2016-07-06 | 2020-03-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016134056A JP2018006639A (ja) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2020038465A JP6926261B2 (ja) | 2016-07-06 | 2020-03-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016134056A Division JP2018006639A (ja) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020080439A true JP2020080439A (ja) | 2020-05-28 |
JP6926261B2 JP6926261B2 (ja) | 2021-08-25 |
Family
ID=70801978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020038465A Active JP6926261B2 (ja) | 2016-07-06 | 2020-03-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6926261B2 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001339063A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009027152A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-02-05 | Denso Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2009260253A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2013084905A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-05-09 | Denso Corp | 縦型半導体素子を備えた半導体装置 |
JP2015041719A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 富士電機株式会社 | ワイドバンドギャップ絶縁ゲート型半導体装置 |
JP2015159271A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
JP2015159316A (ja) * | 2010-03-23 | 2015-09-03 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2020
- 2020-03-06 JP JP2020038465A patent/JP6926261B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001339063A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009027152A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-02-05 | Denso Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2009260253A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2015159316A (ja) * | 2010-03-23 | 2015-09-03 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2013084905A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-05-09 | Denso Corp | 縦型半導体素子を備えた半導体装置 |
JP2015041719A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 富士電機株式会社 | ワイドバンドギャップ絶縁ゲート型半導体装置 |
JP2015159271A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6926261B2 (ja) | 2021-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10763359B2 (en) | Semiconductor device | |
US10236341B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US6639278B2 (en) | Semiconductor device | |
US8106447B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US8227854B2 (en) | Semiconductor device having first and second resurf layers | |
US20150179764A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
US9735149B2 (en) | Schottky barrier diode | |
US8217454B2 (en) | Semiconductor device | |
US10236339B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2013058575A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
US20120241851A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
JP2009200300A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2015056482A (ja) | 半導体装置 | |
JP2016163004A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2023106553A (ja) | 半導体装置 | |
US9685511B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing a semiconductor device | |
US20160071940A1 (en) | Semiconductor device | |
KR101216851B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JP6926261B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
US20150364585A1 (en) | Power semiconductor device | |
JP2016076729A (ja) | 半導体装置 | |
KR101788415B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 소자의 제조 방법 | |
KR102564713B1 (ko) | 두꺼운 트렌치 바닥에서 이격된 플로팅 쉴드를 갖는 실리콘카바이드 트렌치 게이트 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
US11855136B2 (en) | Super junction semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US20160049484A1 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200306 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210401 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210804 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6926261 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |