JP3454076B2 - Silicon carbide semiconductor device - Google Patents

Silicon carbide semiconductor device

Info

Publication number
JP3454076B2
JP3454076B2 JP10002697A JP10002697A JP3454076B2 JP 3454076 B2 JP3454076 B2 JP 3454076B2 JP 10002697 A JP10002697 A JP 10002697A JP 10002697 A JP10002697 A JP 10002697A JP 3454076 B2 JP3454076 B2 JP 3454076B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
silicon carbide
gate
impurity concentration
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10002697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10294471A (en
Inventor
貴之 岩崎
俊之 大野
勉 八尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10002697A priority Critical patent/JP3454076B2/en
Priority to KR1019980013593A priority patent/KR100496105B1/en
Priority to EP98106923A priority patent/EP0872894A3/en
Priority to US09/061,145 priority patent/US6180959B1/en
Priority claimed from US09/061,145 external-priority patent/US6180959B1/en
Publication of JPH10294471A publication Critical patent/JPH10294471A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3454076B2 publication Critical patent/JP3454076B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02B70/1483

Landscapes

  • Thyristors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は炭化けい素半導体装
置の構造に関する。
The present invention relates to relates to the structure of the silicon carbide semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の一つとして静電誘導トラン
ジスタがある。このトランジスタは、半導体基板の表面
にソース領域を備えるとともに、裏面にドレイン領域を
備え、かつ、ソース領域とドレイン領域の間に電流通路
となる高比抵抗領域を備えている。静電誘導トランジス
タにおいては、高比抵抗領域を流れる電流が、半導体表
面のゲート領域に加える電圧をコントロールすることに
より、オン・オフされる。
2. Description of the Related Art One of semiconductor devices is a static induction transistor. This transistor has a source region on the front surface of the semiconductor substrate, a drain region on the back surface, and a high specific resistance region serving as a current path between the source region and the drain region. In the static induction transistor, the current flowing through the high resistivity region is turned on / off by controlling the voltage applied to the gate region on the semiconductor surface.

【0003】図2は従来の静電誘導トランジスタの基本
構成を示すもので、高不純物濃度n型ソース領域4と高
不純物濃度n型ドレイン領域2を備え、両領域2,4の
間に低不純物濃度n型ドリフト領域1を備えている。高
不純物濃度n型ソース領域4と同じ側に高不純物濃度p
型ゲート領域3を備え、ゲート領域3の働きにより電流
がオン・オフされる。
FIG. 2 shows a basic structure of a conventional static induction transistor, which is provided with a high impurity concentration n-type source region 4 and a high impurity concentration n-type drain region 2, and has a low impurity concentration between both regions 2 and 4. A concentration n-type drift region 1 is provided. High impurity concentration p-type on the same side as the n-type source region 4
The gate region 3 is provided, and the current is turned on / off by the action of the gate region 3.

【0004】上記の如き静電誘導トランジスタにおい
て、高不純物濃度n型ソース領域4と高不純物濃度n型
ドレイン領域2の間の低不純物濃度n型ドリフト領域1
を流れる電流は、高不純物濃度p型ゲート領域3に加え
る電圧による空乏層の拡がりによって、オン・オフされ
る。静電誘導トランジスタを高耐圧化するに従い、ソー
ス,ドレイン間電圧をブロッキングするために、高不純
物濃度p型ゲート領域3に加える電圧が大きくなるの
で、高不純物濃度p型ゲート領域3と高不純物濃度n型
ソース領域4の耐圧を高くする必要があるが、高不純物
濃度p型ゲート領域3と高不純物濃度n型ソース領域4
の直接接合ではゲート,ソース間耐圧を確保することが
出来ない。そこで高不純物濃度p型ゲート領域3と高不
純物濃度n型ソース領域4の間に低不純物濃度n型ドリ
フト領域1を設け、高不純物濃度p型ゲート領域3,高
不純物濃度n型ソース領域4間の耐圧を確保する。
In the static induction transistor as described above, the low impurity concentration n type drift region 1 between the high impurity concentration n type source region 4 and the high impurity concentration n type drain region 2 is used.
Is turned on / off by the expansion of the depletion layer due to the voltage applied to the high impurity concentration p-type gate region 3. As the electrostatic induction transistor is made higher in withstand voltage, the voltage applied to the high impurity concentration p-type gate region 3 in order to block the source-drain voltage is increased, so that the high impurity concentration p-type gate region 3 and the high impurity concentration are increased. Although it is necessary to increase the breakdown voltage of the n-type source region 4, the high impurity concentration p-type gate region 3 and the high impurity concentration n-type source region 4 are required.
It is not possible to secure the breakdown voltage between the gate and source with the direct junction of. Therefore, the low impurity concentration n-type drift region 1 is provided between the high impurity concentration p-type gate region 3 and the high impurity concentration n-type source region 4, and the high impurity concentration p-type gate region 3 and the high impurity concentration n-type source region 4 are connected to each other. Secure the withstand voltage of.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のゲート,ソース
構造はゲート側の合わせ精度,仕上がり寸法精度が厳し
く要求される。まず、静電誘導トランジスタはソース,
ドレイン間に印加される規定電圧をゲート,ソース間逆
バイアス電圧でブロックする。ここで電圧増幅率μは制
御されるベきソース,ドレイン間電圧に対するゲート電
圧として定義される。耐圧5kVクラスの静電誘導トラ
ンジスタで、電圧増幅率μを100とするとゲート,ソ
ース間耐圧は50Vとなる。これをシリコンで作製した
場合ゲート領域3,ソース領域4間距離は2.5μm 以
上とする必要がある。従来のゲート構造では、非常に厳
しい加工精度が要求され、ステッパー露光法やセルファ
ライメント等の技術を駆使しても歩留りが上がらない。
The conventional gate and source structures are strictly required to have alignment accuracy on the gate side and finished dimensional accuracy. First, the static induction transistor is the source,
The specified voltage applied between drains is blocked by the reverse bias voltage between the gate and source. Here, the voltage amplification factor μ is defined as the gate voltage with respect to the controlled source-drain voltage. This is an electrostatic induction transistor with a withstand voltage of 5 kV class, and the withstand voltage between the gate and the source is 50 V when the voltage amplification factor μ is 100. When it is made of silicon, the distance between the gate region 3 and the source region 4 needs to be 2.5 μm or more. The conventional gate structure requires extremely strict processing accuracy, and the yield cannot be increased even if techniques such as the stepper exposure method and the self-alignment method are used.

【0006】ところで、最近、シリコン以外の半導体材
料として炭化けい素が注目を集めている。炭化けい素
は、最大電界強度が、シリコンと比べて一桁以上大き
く、バンドギャップが大きいため、高耐圧素子や高温用
半導体素子に最適と考えられている。炭化けい素で耐圧
5kV,電圧増幅率μ100の静電誘導トランジスタを
作製した場合、ゲート,ソース間距離は0.25μm と
なる。したがって、シリコンプロセスの10倍以上の微
細加工が要求され、既存のデバイスプロセス技術ではこ
のような加工精度を達成することは極めて困難である。
By the way, recently, silicon carbide has attracted attention as a semiconductor material other than silicon. Silicon carbide has a maximum electric field strength higher than that of silicon by one digit or more and a large band gap, and is therefore considered to be optimal for high breakdown voltage elements and high temperature semiconductor elements. When a static induction transistor with a withstand voltage of 5 kV and a voltage amplification factor of 100 is made of silicon carbide, the distance between the gate and the source is 0.25 μm. Therefore, a fine processing of 10 times or more that of the silicon process is required, and it is extremely difficult to achieve such a processing accuracy with the existing device process technology.

【0007】ゲート,ソース間距離を0.25μm より
広くとり、実現可能な加工技術で作製した場合、以下の
問題が生じる。耐圧5kVクラスの静電誘導トランジス
タのドリフト領域濃度はシリコンが1013cm~3であるの
に対して、炭化けい素では1015cm~3となる。よって、
炭化けい素の空乏層の伸びはシリコンの約1/10とな
る。加工精度に余裕をとるとブロックするために必要な
ゲート電圧が高くなり、ブロッキング特性が悪化する。
When the gate-source distance is set to be wider than 0.25 μm and it is manufactured by a feasible processing technique, the following problems occur. The drift region concentration of a static induction transistor having a withstand voltage of 5 kV class is 10 13 cm to 3 for silicon, whereas it is 10 15 cm to 3 for silicon carbide. Therefore,
The extension of the depletion layer of silicon carbide is about 1/10 of that of silicon. If there is a margin in processing accuracy, the gate voltage required for blocking becomes high and the blocking characteristic deteriorates.

【0008】他の手段として空乏層が拡がりやすいよ
う、ドリフト領域濃度を低くすることが考えられる。し
かし、この手段をとると、ドリフト領域の比抵抗が大き
くなり、炭化けい素を用いた静電誘導トランジスタの利
点である低オン抵抗が犠牲となる。
As another means, it is conceivable to lower the drift region concentration so that the depletion layer is likely to spread. However, if this measure is taken, the specific resistance of the drift region becomes large, and the low on-resistance which is an advantage of the static induction transistor using silicon carbide is sacrificed.

【0009】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
その目的とするところは、炭化けい素を静電誘導トラン
ジスタに適用するにあたり、高ゲート耐圧,高製造歩留
りを実現できる構造を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a structure capable of realizing a high gate breakdown voltage and a high manufacturing yield when silicon carbide is applied to an electrostatic induction transistor. Is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、炭化けい素(SiC)を主材料とする炭化けい素半
導体基体を有する。この炭化けい素半導体基体は、第1
導電型のドリフト領域と、炭化けい素半導体基体の表面
から内部に伸び、ドリフト領域と隣接し、かつドリフト
領域よりも不純物濃度が高い、第1導電型のソース領域
および第2導電型のゲート領域と、を備える。さらに、
ドリフト領域にはドレイン電極が電気的に接続され、ソ
ース領域及びゲート領域にはそれぞれソース電極及びゲ
ート電極が接触する。ここで、ドレイン電極とソース電
極間には主電流が流れ、ゲート電極に印加される電圧に
よって主電流のオン・オフが制御される。ここで、本発
明の主たる特徴の1つは、ソース領域とゲート領域とが
接触するように設けられることである。
A semiconductor device according to the present invention has a silicon carbide semiconductor substrate whose main material is silicon carbide (SiC). This silicon carbide semiconductor substrate has a first
A conductivity type drift region, a first conductivity type source region and a second conductivity type gate region that extend inward from the surface of the silicon carbide semiconductor substrate, are adjacent to the drift region, and have a higher impurity concentration than the drift region. And further,
The drain electrode is electrically connected to the drift region, and the source electrode and the gate electrode are in contact with the source region and the gate region, respectively. Here, a main current flows between the drain electrode and the source electrode, and ON / OFF of the main current is controlled by the voltage applied to the gate electrode. Here, one of the main features of the present invention is that the source region and the gate region are provided in contact with each other.

【0011】上記本発明による半導体装置においては、
ソース領域とゲート領域とが接触するように設けられる
ので、これらの領域をパターンニングする際のマスク合
わせにそれほど高い精度を必要としない。しかも、炭化
けい素を主材料としているので、ともに高不純物濃度の
ソース領域とゲート領域とを接触させても高いゲート耐
圧を得ることができる。従って、高い製造歩留まりで高
ゲート耐圧が得られる。
In the above semiconductor device according to the present invention,
Since the source region and the gate region are provided so as to be in contact with each other, the mask alignment when patterning these regions does not require so high accuracy. Moreover, since silicon carbide is used as the main material, a high gate breakdown voltage can be obtained even if the source region and the gate region having high impurity concentrations are brought into contact with each other. Therefore, a high gate breakdown voltage can be obtained with a high manufacturing yield.

【0012】さらに、電圧増幅率μを大きくするために
は、ソース領域を挾んで対向するゲート領域間の距離の
最も狭い位置が、炭化けい素半導体基体内におけるソー
ス領域よりも深い位置に在ることが好ましい。
Further, in order to increase the voltage amplification factor μ, the position where the distance between the gate regions facing each other across the source region is the smallest is deeper than the source region in the silicon carbide semiconductor substrate. It is preferable.

【0013】なお、ドレイン電極とドリフト層の間に
は、ドリフト領域よりも不純物濃度が高い第1導電型ま
たは第2導電型の半導体層が介在してもよい。第1導電
型の半導体層の場合には、本発明による半導体装置は静
電誘導トランジスタ(SIT)として動作し、他方、第
2導電型の半導体層の場合には、静電誘導サイリスタ
(SIサイリスタ)として動作する。
A semiconductor layer of a first conductivity type or a second conductivity type having an impurity concentration higher than that of the drift region may be interposed between the drain electrode and the drift layer. In the case of a semiconductor layer of the first conductivity type, the semiconductor device according to the invention operates as a static induction transistor (SIT), whereas in the case of a semiconductor layer of the second conductivity type, an electrostatic induction thyristor (SI thyristor). ) Acts as.

【0014】上記本発明による構成を含む炭化けい素半
導体装置のゲート領域を形成するには、高エネルギーに
よるあるいは高温状態のもとでのイオン注入が好適であ
る。高エネルギーのイオン注入に好適なマスクとして、
本発明による炭化けい素半導体の製造方法においては、
有機膜,無機膜、及びレジスタが順次積層される多層膜
が用いられる。また、高温状態のもとでのイオン注入に
好適なマスクとして、窒化けい素、及び高融点金属シリ
サイドが順次積層される多層膜が用いられる。なお、本
発明において、第1導電型及び第2導電型は、p型及び
n型のいずれかであり、互いに反対の導電型である。
To form the gate region of the silicon carbide semiconductor device including the structure according to the present invention, ion implantation with high energy or under a high temperature condition is preferable. As a mask suitable for high energy ion implantation,
In the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor according to the present invention,
A multilayer film in which an organic film, an inorganic film, and a resistor are sequentially stacked is used. A multilayer film in which silicon nitride and refractory metal silicide are sequentially stacked is used as a mask suitable for ion implantation under high temperature conditions. In the present invention, the first conductivity type and the second conductivity type are either p-type or n-type, which are conductivity types opposite to each other.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施例について説明す
る。以後の構造では、1チャンネル分だけを示すことに
する。大電流にするにはこれらを多数並列に並べたマル
チチャンネル構造にすればよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described. In the following structure, only one channel will be shown. To make a large current, a multi-channel structure in which a large number of these are arranged in parallel may be used.

【0016】図1は、本発明の実施例である表面ゲート
構造の静電誘導トランジスタの断面構造を示す。
FIG. 1 shows a sectional structure of a static induction transistor having a surface gate structure which is an embodiment of the present invention.

【0017】炭化けい素を材料とする半導体基体におい
て、比較的不純物濃度が高いn型ドレイン領域2が半導
体基体の一方の表面(図の下側)から半導体基体内部に
伸び、n型ドレイン領域2に、この領域よりも不純物濃
度が低いn型ドリフト領域1が隣接する。さらに、半導
体基体の他方の表面(図の上側)から、n型ドリフト領
域1よりも不純物濃度が高いn型ソース領域4が、半導
体基体内かつn型ドリフト領域1内に伸びる。n型ソー
ス領域4の両端には、半導体基体の他方の表面から半導
体基体内かつn型ドリフト領域1内に伸びn型ドリフト
領域1よりも不純物濃度が高いp型ゲート領域3が、n
型ソース領域4に部分的に接触して両領域が重なるよう
に設けられる。p型ゲート領域3は、n型ソース領域4
よりも半導体基体内に深く伸びている。すなわち、p型
ゲート領域3とn型ドリフト領域1とのpn接合の深さ
は、n型ソース領域4とn型ドリフト領域1との接合部
の深さよりも深い。半導体基体の一方の表面において、
ドレイン電極22がn型ドレイン領域2と接触して、n
型ドリフト領域1と電気的に接続される。半導体基体の
他方の表面においては、ソース電極21がn型ソース領
域4と接触し、かつゲート電極20が、n型ソース領域
4の両端においてp型ゲート領域3と接触する。ドレイ
ン電極22,ソース電極21及びゲート電極20は、そ
れぞれドレイン端子32,ソース端子31及びゲート端
子30に接続される。これらの端子を介して本実施例の
静電誘導トランジスタは、外部回路と接続される。
In a semiconductor substrate made of silicon carbide, an n-type drain region 2 having a relatively high impurity concentration extends from one surface (lower side of the figure) of the semiconductor substrate into the inside of the semiconductor substrate, and the n-type drain region 2 is formed. In addition, the n-type drift region 1 having a lower impurity concentration than this region is adjacent. Further, an n-type source region 4 having an impurity concentration higher than that of the n-type drift region 1 extends from the other surface (upper side of the drawing) of the semiconductor substrate in the semiconductor substrate and in the n-type drift region 1. At both ends of the n-type source region 4, a p-type gate region 3 having an impurity concentration higher than that of the n-type drift region 1 and extending from the other surface of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate and into the n-type drift region 1 is formed.
It is provided so as to partially contact the mold source region 4 and to overlap both regions. The p-type gate region 3 is the n-type source region 4
Extends deeper into the semiconductor substrate than. That is, the depth of the pn junction between the p-type gate region 3 and the n-type drift region 1 is deeper than the depth of the junction between the n-type source region 4 and the n-type drift region 1. On one surface of the semiconductor substrate,
The drain electrode 22 contacts the n-type drain region 2 and n
It is electrically connected to the mold drift region 1. On the other surface of the semiconductor substrate, source electrode 21 contacts n-type source region 4 and gate electrode 20 contacts p-type gate region 3 at both ends of n-type source region 4. The drain electrode 22, the source electrode 21, and the gate electrode 20 are connected to the drain terminal 32, the source terminal 31, and the gate terminal 30, respectively. The electrostatic induction transistor of this embodiment is connected to an external circuit via these terminals.

【0018】本実施例においては、高不純物濃度のp型
ゲート領域3と高不純物濃度のn型ソース領域とが接触
しているが、半導体基体の材料が炭化けい素であるた
め、p型ゲート領域3とn型ソース領域4とのpn接合
の耐圧すなわちゲート耐圧を高くできる。このように、
p型ゲート領域3とn型ソース領域4とが接触してもゲ
ート耐圧を高くできること、すなわちp型ゲート領域3
とn型ソース領域4との間にこれらの領域よりも不純物
濃度が低い半導体領域を設けなくても高いゲート耐圧が
得られることにより、製造工程において、p型ゲート領
域3のパターンとn型ソース領域4のパターンとを位置
合わせするためのマスク合わせに高い精度が要求されな
い。パターン形状によっては、マスク合わせを不要にす
ることも可能である。従って、製造工程においてゲート
耐圧の大きさのバラツキが小さくできるので、製造歩留
まりが向上する。さらに、ソース領域の面積を広くでき
るので、大電流化が可能になる。
In this embodiment, the p-type gate region 3 having a high impurity concentration and the n-type source region having a high impurity concentration are in contact with each other, but since the material of the semiconductor substrate is silicon carbide, the p-type gate region is formed. The breakdown voltage of the pn junction between the region 3 and the n-type source region 4, that is, the gate breakdown voltage can be increased. in this way,
Even if the p-type gate region 3 and the n-type source region 4 contact each other, the gate breakdown voltage can be increased, that is, the p-type gate region 3
Since a high gate breakdown voltage can be obtained between the n-type source region 4 and the n-type source region 4 without providing a semiconductor region having an impurity concentration lower than those of these regions, the pattern of the p-type gate region 3 and the n-type source region 4 can be obtained in the manufacturing process. High accuracy is not required for mask alignment for aligning the pattern of the region 4. Depending on the pattern shape, mask alignment may be unnecessary. Therefore, the variation in the gate breakdown voltage can be reduced in the manufacturing process, and the manufacturing yield is improved. Furthermore, since the area of the source region can be increased, a large current can be obtained.

【0019】図3に図1の静電誘導トランジスタの製造
方法の断面構造図を示す。(a)は高不純物濃度n型半
導体基板からなるn型ドレイン領域2上に、エピタキシ
ャル成長を用いて低不純物濃度n型ドリフト領域1を形
成したものである。続いて、(b)に示すようにイオン
遮蔽用マスクであるゲート領域形成用マスク10を用い
て、低不純物濃度n型ドリフト領域1の表面にアルミニ
ウムなどp型不純物のイオン注入により、高不純物濃度
p型ゲート領域3を形成する。さらに、(c)に示すよ
うにマスク11を用いて、窒素などのn型不純物のイオ
ン注入により、高不純物濃度n型ソース領域4を形成す
る。この時、高不純物濃度n型ソース領域4は高不純物
濃度p型ゲート領域3と接触し互いに重なるようにす
る。続いて(d)のように、ゲート電極20,ソース電
極21,ドレイン電極22を形成する。
FIG. 3 is a sectional structural view of a method for manufacturing the static induction transistor of FIG. (A) shows a low impurity concentration n-type drift region 1 formed by epitaxial growth on an n-type drain region 2 made of a high impurity concentration n-type semiconductor substrate. Subsequently, as shown in (b), a mask 10 for forming a gate region, which is a mask for ion shielding, is used to implant a p-type impurity such as aluminum into the surface of the low-impurity concentration n-type drift region 1 to implant a high impurity concentration. The p-type gate region 3 is formed. Further, as shown in (c), a high impurity concentration n-type source region 4 is formed by ion implantation of an n-type impurity such as nitrogen using the mask 11. At this time, the high impurity concentration n-type source region 4 is in contact with the high impurity concentration p-type gate region 3 so as to overlap each other. Subsequently, as shown in (d), the gate electrode 20, the source electrode 21, and the drain electrode 22 are formed.

【0020】炭化けい素の不純物拡散係数はシリコンの
約1/10000と小さいことから、熱拡散は実用的で
はない。そこで、イオン注入法が炭化けい素静電誘導ト
ランジスタの高不純物濃度p型ゲート領域3形成のため
の好ましい手段である。そこで、イオン注入法で高耐圧
静電誘導トランジスタの高不純物濃度p型ゲート領域3
の形成に関する本発明者の検討について以下に述べる。
Since the impurity diffusion coefficient of silicon carbide is as small as about 1/10000 that of silicon, thermal diffusion is not practical. Therefore, the ion implantation method is a preferable means for forming the high impurity concentration p-type gate region 3 of the silicon carbide static induction transistor. Therefore, the high impurity concentration p-type gate region 3 of the high withstand voltage static induction transistor is formed by the ion implantation method.
The examination of the present inventor regarding the formation of the above will be described below.

【0021】従来、シリコン半導体の分野では静電誘導
トランジスタの高不純物濃度p型ゲート領域3は深く形
成する必要があるので、不純物の熱拡散が用いられてい
る。通常、耐圧5kVクラスの静電誘導トランジスタで
は、高不純物濃度p型ゲート領域3の深さは60μmが
必要である。イオン注入では10Mevの高エネルギー
で注入しても、注入深さは10μmであり、60μmの
深さまで注入することは困難である。
Conventionally, in the field of silicon semiconductors, the high impurity concentration p-type gate region 3 of the static induction transistor needs to be formed deeply, so that thermal diffusion of impurities is used. Normally, in a static induction transistor having a breakdown voltage of 5 kV class, the high impurity concentration p-type gate region 3 needs to have a depth of 60 μm. Even if the ion implantation is performed with a high energy of 10 Mev, the implantation depth is 10 μm, and it is difficult to implant up to the depth of 60 μm.

【0022】炭化けい素は高不純物濃度p型ゲート領域
3の深さを5μm程度にすることができる。この深さは
5MeV程度のイオン注入で形成可能である。したがっ
て、炭化けい素の場合、高不純物濃度p型ゲート領域3
の形成にイオン注入を用いることができる。
With silicon carbide, the high impurity concentration p-type gate region 3 can have a depth of about 5 μm. This depth can be formed by ion implantation of about 5 MeV. Therefore, in the case of silicon carbide, the high impurity concentration p-type gate region 3
Ion implantation can be used to form the.

【0023】ゲート逆バイアス時に、高不純物濃度p型
ゲート領域3と高不純物濃度n型ソース領域4の間に生
じる空乏層は主に、高不純物濃度p型ゲート領域3方向
に伸びるよう、高不純物濃度n型ソース領域4に比べ
て、高不純物濃度p型ゲート領域3の不純物濃度を低く
する方が望ましい。その理由1,2,3を以下に述べ
る。
When the gate is reversely biased, the depletion layer generated between the high impurity concentration p-type gate region 3 and the high impurity concentration n-type source region 4 is mainly high impurity concentration so as to extend toward the high impurity concentration p-type gate region 3. It is desirable to lower the impurity concentration of the high impurity concentration p-type gate region 3 as compared with the concentration n-type source region 4. The reasons 1, 2 and 3 will be described below.

【0024】1.炭化けい素は不純物準位がシリコンに
比べて深く、特にアクセプタ準位において顕著である。
アクセプタとしてボロンを用いる場合、シリコン中での
ボロンのアクセプタ準位が45meVであるのに対し
て、炭化けい素では約300meVと深い。よって、格子位置
にあるアクセプタのうち、室温で活性化するものの割合
は数%である。したがって、高不純物濃度p型ゲート領
域3を空乏層が拡がらないような高キャリア濃度にする
には、多量のイオンを注入しなければならず、欠陥の原
因となる。
1. Silicon carbide has a deeper impurity level than silicon, and is particularly prominent in the acceptor level.
When boron is used as the acceptor, the acceptor level of boron in silicon is 45 meV, while that of silicon carbide is as deep as about 300 meV. Therefore, the percentage of acceptors that are activated at room temperature among the acceptors at the lattice position is several percent. Therefore, in order to make the high impurity concentration p-type gate region 3 have a high carrier concentration such that the depletion layer does not spread, a large amount of ions must be implanted, which causes defects.

【0025】2.電圧増幅率μを高くするため、高不純
物濃度p型ゲート領域3は高不純物濃度n型ソース領域
4と比べて、深いpn接合を形成する必要がある。その
ため、高不純物濃度p型ゲート領域3の形成時、高エネ
ルギーでイオン注入しなければならない。しかし、深
く、多量のイオンを注入することは欠陥の原因となる。 3.高不純物濃度n型ソース領域4が高濃度であると、
オン状態で電流が流れる際、ソースから電子が注入され
る。注入された電子によって、伝導度変調が生じ、基板
抵抗は低下する。
2. In order to increase the voltage amplification factor μ, the high impurity concentration p-type gate region 3 needs to form a deeper pn junction than the high impurity concentration n-type source region 4. Therefore, when forming the high impurity concentration p-type gate region 3, it is necessary to perform ion implantation with high energy. However, implanting deep and large amounts of ions causes defects. 3. When the high impurity concentration n-type source region 4 has a high concentration,
When a current flows in the on state, electrons are injected from the source. The injected electrons cause conductivity modulation, which lowers the substrate resistance.

【0026】図4は炭化けい素の不純物拡散係数が小さ
いことを利用して、イオン注入法により形成した静電誘
導トランジスタの断面構造例である。図1と同様に高不
純物濃度n型ソース領域4は高不純物濃度p型ゲート領
域3と重なるように形成されているが、n型ソース領域
4の両端に位置する複数の(本実施例では2個の)高不
純物濃度p型ゲート領域3の距離の最も狭い位置が高不
純物濃度n型ソース領域4よりも深い位置にあり、本実
施例ではp型ゲート領域の深さ方向の略中央部にある。
図4の高不純物濃度p型ゲート領域3の如き形状可能と
なる理由について以下、説明する。
FIG. 4 shows an example of a sectional structure of a static induction transistor formed by an ion implantation method by utilizing the fact that silicon carbide has a small impurity diffusion coefficient. Similar to FIG. 1, the high impurity concentration n-type source region 4 is formed so as to overlap the high impurity concentration p-type gate region 3, but a plurality of (two in this embodiment: The narrowest distance of the high impurity concentration p-type gate region 3 is deeper than that of the high impurity concentration n-type source region 4, and in this embodiment, it is substantially in the center in the depth direction of the p-type gate region. is there.
The reason why the high impurity concentration p-type gate region 3 shown in FIG. 4 can be formed will be described below.

【0027】図5はイオン注入直後の炭化けい素基板を
横方向から見た場合の、注入イオン濃度の等高線を示し
たものである。等高線40,41,42の順でイオン濃
度は低下する。マスクの裏側まで、注入イオンがまわり
込むのは、注入イオンと基板原子の核衝突により注入イ
オンが横方向に散乱されるためである。シリコンでも注
入直後は、イオン濃度分布がこのように中央部が横方向
に膨らんだ形状をしている。しかし、欠陥回復及び不純
物イオン活性化のためのアニールにより、注入イオンが
再分布するので、この分布形状は保たれない。炭化けい
素では不純物拡散係数がシリコンの1/10000と極
めて小さいことから、アニールによる再分布が起こらず
注入直後の形状が保たれる。
FIG. 5 shows contour lines of the concentration of implanted ions when the silicon carbide substrate immediately after the ion implantation is viewed from the lateral direction. The ion concentration decreases in the order of the contour lines 40, 41, 42. The reason why the implanted ions wrap around to the back side of the mask is that the implanted ions are laterally scattered by the nuclear collision between the implanted ions and the substrate atoms. Immediately after the implantation, even in silicon, the ion concentration distribution has such a shape that the central portion bulges in the lateral direction. However, since the implanted ions are redistributed by annealing for defect recovery and activation of impurity ions, this distribution shape cannot be maintained. Since the impurity diffusion coefficient of silicon carbide is as small as 1/10000 of that of silicon, redistribution due to annealing does not occur and the shape immediately after implantation is maintained.

【0028】上記構造とすることで、オフする時、高不
純物濃度n型ソース領域4から離れた位置で、高不純物
濃度p型ゲート領域3と低不純物濃度n型ドリフト領域
1よりなるpn接合から低不純物濃度n型ドリフト領域
1に拡がる空乏層が接触するので、電圧増幅率μが高く
なる。また、イオン注入により高不純物濃度p型ゲート
領域3を形成すれば、図5に示すように、チャンネル幅
の最も狭い位置と不純物濃度が最も高い位置が一致す
る。このため、チャンネル幅の最も狭い位置で空乏層が
低不純物濃度n型ドリフト領域1方向に最も拡がる。よ
って、小さなゲート電圧でソース,ドレイン間電圧をブ
ロックできる。
With the above structure, when turned off, the pn junction composed of the high impurity concentration p-type gate region 3 and the low impurity concentration n-type drift region 1 is separated from the high impurity concentration n-type source region 4. Since the depletion layer spreading to the low impurity concentration n-type drift region 1 contacts, the voltage amplification factor μ increases. Further, if the high impurity concentration p-type gate region 3 is formed by ion implantation, the position where the channel width is narrowest coincides with the position where the impurity concentration is highest, as shown in FIG. Therefore, the depletion layer spreads most toward the low impurity concentration n-type drift region 1 at the position where the channel width is narrowest. Therefore, the source-drain voltage can be blocked with a small gate voltage.

【0029】電圧増幅率μを大きくするため、図4の高
不純物濃度p型ゲート領域3は数μm程度の深さが必要
である。そのため、高エネルギーでイオン注入しなけれ
ばならない。高エネルギーのイオンを遮蔽するためには
厚いマスクが必要となる。図5の分布形状を実現するに
は、マスク側壁での注入イオンの散乱を避けなければな
らない。そのために、マスクはできるだけ薄い方が有利
である。マスク10の材料としては、有機膜,レジス
ト,メタル,シリサイド,SiO2 等が考えられる。
In order to increase the voltage amplification factor μ, the high impurity concentration p-type gate region 3 in FIG. 4 needs to have a depth of about several μm. Therefore, it is necessary to implant ions with high energy. A thick mask is needed to shield high energy ions. In order to realize the distribution shape of FIG. 5, it is necessary to avoid scattering of implanted ions on the side wall of the mask. Therefore, it is advantageous that the mask be as thin as possible. The material of the mask 10 may be an organic film, a resist, a metal, a silicide, SiO 2, or the like.

【0030】また、多層レジスト法により、マスク側面
を半導体基板表面に対して垂直に加工することが可能と
なり、マスク側壁でのイオン散乱が防止できる。図6に
多層レジストの加工方法を示す。(a)に示すように、
半導体基板表面に有機膜12,無機中間層13,レジス
ト14の積層構造を形成する。無機中間層13は有機膜
12とレジスト14が混合することを避けるために用い
る。続いて、(b)に示すように、露光処理によりレジ
スト14を加工する。次に、(c)に示すように、無機
中間層13の加工は、レジスト14をマスクとしてエッ
チングで行う。最後に、(d)に示すように、有機膜1
2のパターン形成はレジスト14と無機中間層13をマ
スクにO2 −RIEによるドライエッチングで行う。有
機膜12として具体的にポリイミド樹脂がある。工程
(c)の後、本多層マスクを用いてイオン注入を行う。
Further, by the multi-layer resist method, the side surface of the mask can be processed perpendicularly to the surface of the semiconductor substrate, and ion scattering on the side wall of the mask can be prevented. FIG. 6 shows a method of processing a multilayer resist. As shown in (a),
A laminated structure of an organic film 12, an inorganic intermediate layer 13, and a resist 14 is formed on the surface of a semiconductor substrate. The inorganic intermediate layer 13 is used to avoid mixing of the organic film 12 and the resist 14. Then, as shown in (b), the resist 14 is processed by an exposure process. Next, as shown in (c), the inorganic intermediate layer 13 is processed by etching using the resist 14 as a mask. Finally, as shown in (d), the organic film 1
The pattern 2 is formed by dry etching by O 2 -RIE using the resist 14 and the inorganic intermediate layer 13 as a mask. The organic film 12 is specifically polyimide resin. After the step (c), ion implantation is performed using this multilayer mask.

【0031】シリサイドは注入イオンの遮蔽効果が大き
いことから、マスクを薄くでき、マスク側壁での注入イ
オンの散乱を抑制できる。また、メタルは注入イオンが
マスクを透過するチャネリングという現象が生じる。よ
って、メタルを用いる場合、チャネリング防止のためメ
タルと半導体基板表面の間に非晶質膜を形成する必要が
ある。
Since the silicide has a large effect of shielding the implanted ions, the mask can be made thin and scattering of the implanted ions on the side wall of the mask can be suppressed. In addition, metal causes a phenomenon called channeling in which implanted ions pass through the mask. Therefore, when using metal, it is necessary to form an amorphous film between the metal and the surface of the semiconductor substrate in order to prevent channeling.

【0032】炭化けい素では高温で加熱しながらイオン
注入することで、注入時の欠陥を低減できる。マスク材
料に耐熱性があれば、高温のイオン注入で用いることが
できる。図7は耐熱性が高く、薄くてもイオンの遮蔽効
果が大きく、かつ、イオン注入後の除去が容易なマスク
材料を用いた実施例を示したものである。マスクは窒化
けい素15の上に高融点金属シリサイド16の積層構造
とする。高融点金属シリサイドは耐熱性と遮蔽効果を満
たす。半導体基板と接触する部分を窒素けい素とするこ
とでイオン注入後のマスクの除去を容易にする。なお、
高融点金属シリサイドとしてはタングステンシリサイ
ド,モリブデンシリサイドなどがある。
In silicon carbide, by implanting ions while heating at a high temperature, defects during implantation can be reduced. If the mask material has heat resistance, it can be used for high temperature ion implantation. FIG. 7 shows an embodiment using a mask material having high heat resistance, a large ion shielding effect even when thin, and easy removal after ion implantation. The mask has a laminated structure of refractory metal silicide 16 on silicon nitride 15. The refractory metal silicide satisfies the heat resistance and the shielding effect. By using silicon nitride for the portion in contact with the semiconductor substrate, the mask can be easily removed after the ion implantation. In addition,
The refractory metal silicide includes tungsten silicide and molybdenum silicide.

【0033】図8は図4と較べて、ゲート電極と高不純
物濃度p型ゲート領域3の接触抵抗を低減した他の実施
例を示す。ゲート電極と接触する高不純物濃度p型ゲー
ト領域3表面をさらに高不純物濃度のp型領域5として
いる。前図5に示す通り、一段階のイオン注入では表面
濃度が小さくなる。そこで、高不純物濃度p型ゲート領
域3の形成時と同じマスクを用いて、p型不純物を第一
段階と比べて、低エネルギーでイオン注入する。このと
き、注入するイオン種は第一段階と同じでも、異なって
いてもよい。この注入はゲート電極の接触抵抗低減が目
的であるから、浅い接合で十分である。
FIG. 8 shows another embodiment in which the contact resistance between the gate electrode and the high impurity concentration p-type gate region 3 is reduced as compared with FIG. The surface of the high-impurity-concentration p-type gate region 3 in contact with the gate electrode is used as the p-type region 5 having a higher impurity concentration. As shown in FIG. 5, the surface concentration is reduced by the one-step ion implantation. Therefore, using the same mask as when forming the high impurity concentration p-type gate region 3, p-type impurities are ion-implanted at a lower energy than in the first step. At this time, the ion species to be implanted may be the same as or different from that in the first step. Since this implantation is intended to reduce the contact resistance of the gate electrode, a shallow junction is sufficient.

【0034】図9は図4よりさらに電圧増幅率μを向上
した静電誘導トランジスタの他の実施例を示す。図9は
図4と同様にn型ソース領域4の両端の高不純物濃度p
型ゲート領域3間の距離の最も狭い位置が高不純物濃度
n型ソース領域4より深い位置にあるが、その位置が図
4より更に深いところにあることが特徴的である。
FIG. 9 shows another embodiment of the static induction transistor in which the voltage amplification factor μ is further improved as compared with FIG. As in FIG. 4, FIG. 9 shows a high impurity concentration p at both ends of the n-type source region 4.
The position where the distance between the type gate regions 3 is the narrowest is deeper than the high impurity concentration n-type source region 4, but the position is characteristically deeper than that in FIG.

【0035】図10には図9に示す静電誘導トランジス
タの製造方法を示す。高不純物濃度n型半導体基板から
なるn型ドレイン領域2上に、エピタキシャル成長を用
いて低不純物濃度のn型ドリフト領域1を形成する。続
いて、図10(a)に示すように、低不純物濃度n型ド
リフト領域1の表面にアルミニウムなどp型不純物のイ
オン注入により、第一段階イオン注入領域6を形成す
る。イオン注入時のマスクの側壁が基板表面に対して直
角に近いものであれば、第一段階イオン注入領域6の形
状は注入イオンの横方向散乱の効果を反映して、図5の
如く、チャンネル幅の最も狭い位置が基板表面より内側
になる。次に、図10(b)に示すように、第一段階よ
り高エネルギーでイオン注入し、第二段階イオン注入領
域7を形成する。横方向への散乱は注入イオンと基板原
子との核衝突によるエネルギー損失で決まる。注入エネ
ルギーが増加するに従い、核衝突によるエネルギー損失
は単調に増えることから、横方向散乱距離は大きくな
る。以上のように、同一のイオン又は異なるイオンをエ
ネルギーを変えて多段階注入することにより、図10
(c)の如き形状を形成できる。
FIG. 10 shows a method of manufacturing the static induction transistor shown in FIG. An n-type drift region 1 having a low impurity concentration is formed by epitaxial growth on an n-type drain region 2 made of a high impurity concentration n-type semiconductor substrate. Subsequently, as shown in FIG. 10A, a first stage ion implantation region 6 is formed by ion implantation of p-type impurities such as aluminum on the surface of the low impurity concentration n-type drift region 1. If the side wall of the mask at the time of ion implantation is close to a right angle with respect to the substrate surface, the shape of the first-stage ion implantation region 6 reflects the effect of lateral scattering of implanted ions, and as shown in FIG. The narrowest position is inside the substrate surface. Next, as shown in FIG. 10B, the second stage ion implantation region 7 is formed by ion implantation with higher energy than the first stage. Scattering in the lateral direction is determined by energy loss due to nuclear collision between implanted ions and substrate atoms. As the implantation energy increases, the energy loss due to nuclear collision increases monotonically, and the lateral scattering distance increases. As described above, by implanting the same ion or different ions with different energies in multiple stages, FIG.
The shape as shown in (c) can be formed.

【0036】核衝突によるエネルギー損失は質量の重い
元素ほど大きい。したがって、重い元素ほど下が膨らん
だ形状になる。最後に、図10(e)に示すように、窒
素などのn型不純物のイオン注入により、n型ソース領
域4を形成する。次に、電極を形成する。
The energy loss due to nuclear collision is larger for the heavier element. Therefore, the heavier the element, the more the bottom is swollen. Finally, as shown in FIG. 10E, the n-type source region 4 is formed by ion implantation of an n-type impurity such as nitrogen. Next, electrodes are formed.

【0037】図11は図1の炭化けい素静電誘導トラン
ジスタの斜視図である。上記の如く、炭化けい素の不純
物準位、特にアクセプタ準位は深い。アクセプタとし
て、ボロンを用いた場合、不純物濃度が1018cm~3オー
ダであっても、そのうち活性化するものは数%であるの
で、実質的なキャリア濃度は約1016cm~3となる。この
場合、p型ゲート領域3の抵抗率は数百mΩ・cmで、ゲ
ート領域に沿った電圧降下が無視できない。よって、炭
化けい素静電誘導トランジスタは高不純物濃度p型ゲー
ト領域3に沿ってゲート電極を形成する必要がある。図
11において、20はゲート電極、21はソース電極、
30はゲート端子、31はソース端子である。図11に
示すような表面ゲート構造ならば、高不純物濃度p型ゲ
ート領域3に沿ってゲート電極20を這わせることがで
きる。よって、表面ゲート構造が炭化けい素静電誘導ト
ランジスタに適したゲート構造である。
FIG. 11 is a perspective view of the silicon carbide static induction transistor of FIG. As described above, the impurity level of silicon carbide, especially the acceptor level is deep. When boron is used as the acceptor, even if the impurity concentration is on the order of 10 18 cm 3 s , only a few% are activated, so the substantial carrier concentration is about 10 16 cm 3 s . In this case, the resistivity of the p-type gate region 3 is several hundred mΩ · cm, and the voltage drop along the gate region cannot be ignored. Therefore, in the silicon carbide static induction transistor, it is necessary to form the gate electrode along the high impurity concentration p-type gate region 3. In FIG. 11, 20 is a gate electrode, 21 is a source electrode,
Reference numeral 30 is a gate terminal, and 31 is a source terminal. With the surface gate structure as shown in FIG. 11, the gate electrode 20 can be extended along the high impurity concentration p-type gate region 3. Therefore, the surface gate structure is a gate structure suitable for the silicon carbide static induction transistor.

【0038】図12はゲート電極にポリシリコンを用い
た実施例を示したものである。炭化けい素静電誘導トラ
ンジスタにおいて、高不純物濃度n型ソース領域4と高
不純物濃度n型ドレイン領域2の間の低不純物濃度n型
ドリフト領域1を流れる電流は、高不純物濃度p型ゲー
ト領域3に加える電圧による空乏層の拡がりによって、
オン・オフされる。したがって、ゲート電極に流れる電
流はオン・オフ時に形成される空乏層の容量分だけなの
で、アルミニウムなどの金属よりも抵抗率が大きいにも
かかわらず、ポリシリコンはゲート電極として機能す
る。ゲート電極をポリシリコンとすることで、アルミニ
ウムなどの金属電極に比べて高温特性が安定する。ま
た、酸化膜などによる絶縁が容易になることから多層配
線が可能となり、ソース電極を一面に蒸着できる。よっ
て、ソース電極蒸着時の合わせ精度が不要となり、製造
歩留りを向上できる。ゲート電極として、ポリシリコン
の他にシリサイド,サリサイドが使用できる。
FIG. 12 shows an embodiment in which polysilicon is used for the gate electrode. In the silicon carbide static induction transistor, the current flowing through the low impurity concentration n-type drift region 1 between the high impurity concentration n-type source region 4 and the high impurity concentration n-type drain region 2 is the high impurity concentration p-type gate region 3 The expansion of the depletion layer due to the voltage applied to
It is turned on and off. Therefore, since the current flowing through the gate electrode is only the capacitance of the depletion layer formed at the time of turning on / off, the polysilicon functions as the gate electrode even though the resistivity is higher than that of metal such as aluminum. By using polysilicon for the gate electrode, the high temperature characteristics are more stable than those of metal electrodes such as aluminum. In addition, since insulation with an oxide film or the like is facilitated, multilayer wiring is possible, and the source electrode can be vapor-deposited on one surface. Therefore, the alignment accuracy at the time of vapor deposition of the source electrode becomes unnecessary, and the manufacturing yield can be improved. As the gate electrode, silicide or salicide can be used in addition to polysilicon.

【0039】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、p,nの伝導型が異なってもよい。また、
本発明は静電誘導サイリスタにも適用できる。静電誘導
サイリスタの場合、図1において、n型ドレイン領域2
の導電型をp型に替えればよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but p and n conductivity types may be different. Also,
The present invention can also be applied to an electrostatic induction thyristor. In the case of the electrostatic induction thyristor, in FIG.
The conductivity type may be changed to the p-type.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ソース領域とゲート領域の合わせ精度が不要となり、高
耐圧静電誘導トランジスタの作製が容易になる。また、
ソース面積が大きくとれ、大電流化が可能となる。さら
に、チャンネル幅が最も狭い位置を基板内部に設けるこ
とで、小さなゲート電圧で大きなソース,ドレイン間電
圧をブロッキングでき、電圧増幅率μが向上する。
As described above, according to the present invention,
Alignment accuracy between the source region and the gate region is unnecessary, and the high breakdown voltage static induction transistor can be easily manufactured. Also,
A large source area can be obtained and a large current can be obtained. Furthermore, by providing the position where the channel width is the narrowest inside the substrate, a large gate-source voltage can be blocked with a small gate voltage, and the voltage amplification factor μ is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の炭化けい素静電誘導トランジ
スタの断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a silicon carbide static induction transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のシリコン静電誘導トランジスタの断面
図。
FIG. 2 is a sectional view of a conventional silicon static induction transistor.

【図3】図1の炭化けい素静電誘導トランジスタの製造
工程を(a)から(d)の順に示す断面図。
3A to 3D are cross-sectional views showing manufacturing steps of the silicon carbide static induction transistor of FIG. 1 in the order of (a) to (d).

【図4】本発明の他の実施例によるブロッキング特性を
更に改善した炭化けい素静電誘導トランジスタの断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a silicon carbide static induction transistor with further improved blocking characteristics according to another embodiment of the present invention.

【図5】半導体基板にマスクを用いてイオン注入した直
後のイオン濃度の等高線。
FIG. 5 is a contour line of ion concentration immediately after ion implantation into a semiconductor substrate using a mask.

【図6】多層レジスト加工方法を(a)から(c)の順
に示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a multilayer resist processing method in the order of (a) to (c).

【図7】図4の構造を形成するためのマスクを示す断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a mask for forming the structure of FIG.

【図8】図4よりゲート電極との接触抵抗を低減した炭
化けい素静電誘導トランジスタの断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a silicon carbide static induction transistor whose contact resistance with the gate electrode is reduced as compared with FIG.

【図9】本発明の他の実施例によるブロッキング特性を
更に改善した炭化けい素静電誘導トランジスタの断面
図。
FIG. 9 is a sectional view of a silicon carbide static induction transistor with further improved blocking characteristics according to another embodiment of the present invention.

【図10】図8の炭化けい素静電誘導トランジスタの製
造工程を(a)から(e)の順に示す断面図。
10A to 10E are cross-sectional views showing the manufacturing steps of the silicon carbide static induction transistor of FIG. 8 in the order of (a) to (e).

【図11】本発明の実施例の電極形成後の炭化けい素静
電誘導トランジスタの斜視図。
FIG. 11 is a perspective view of a silicon carbide static induction transistor after forming electrodes according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例の電極形成後の炭化けい素静
電誘導トランジスタの断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a silicon carbide static induction transistor after forming an electrode according to an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n型ドリフト領域、2…n型ドレイン領域、3…p
型ゲート領域、4…n型ソース領域、5…p型領域、6
…第一段階イオン注入領域、7…第二段階イオン注入領
域、10…ゲート領域形成用マスク、11…ソース領域
形成用マスク、12…有機膜、13…無機中間層、14
…レジスト、15…窒化けい素、16…高融点金属シリ
サイド、20…ゲート電極、21…ソース電極、22…
ドレイン電極、23…ゲート用ポリシリコン電極、24
…ソース用金属電極、25…酸化膜、30…ゲート端
子、31…ソース端子、32…ドレイン端子、40…イ
オン濃度の等高線(高)、41…イオン濃度の等高線
(中)、42…イオン濃度の等高線(低)。
1 ... n type drift region, 2 ... n type drain region, 3 ... p
N-type gate region, 4 ... N-type source region, 5 ... P-type region, 6
... 1st stage ion implantation region, 7 ... 2nd stage ion implantation region, 10 ... Gate region forming mask, 11 ... Source region forming mask, 12 ... Organic film, 13 ... Inorganic intermediate layer, 14
... resist, 15 ... silicon nitride, 16 ... refractory metal silicide, 20 ... gate electrode, 21 ... source electrode, 22 ...
Drain electrode, 23 ... Gate polysilicon electrode, 24
... Source metal electrode, 25 ... Oxide film, 30 ... Gate terminal, 31 ... Source terminal, 32 ... Drain terminal, 40 ... Ion concentration contour line (high), 41 ... Ion concentration contour line (medium), 42 ... Ion concentration Contour lines (low).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−28765(JP,A) 特開 平7−99325(JP,A) 特開 平4−107819(JP,A) 特開 平4−107831(JP,A) 特開 平6−260631(JP,A) 特開 平6−89904(JP,A) 特開 平1−282870(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/778 - 29/812 H01L 21/338 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-51-28765 (JP, A) JP-A-7-99325 (JP, A) JP-A-4-107819 (JP, A) JP-A-4- 107831 (JP, A) JP 6-260631 (JP, A) JP 6-89904 (JP, A) JP 1-282870 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/778-29/812 H01L 21/338

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炭化けい素半導体基体が、 第1導電型のドリフト領域と、 前記炭化けい素半導体基体の一方の表面から内部に伸
び、前記ドリフト領域に接し、かつ前記ドリフト領域よ
りも不純物濃度が高い、第1導電型のソース領域および
第2導電型のゲート領域と、を備え、 前記ドリフト領域の前記炭化けい素半導体基板の他方の
表面にはドレイン電極が電気的に接続され、 前記ソース領域にはソース電極が接触し、 前記ゲート領域にはゲート電極が接触し、 前記ソース領域と前記ゲート領域とが接触し、 複数個の前記ゲート領域が前記炭化けい素半導体の一方
の表面に沿って対向しながら延在し、前記ソース領域が
該対向しながら延在しているゲート領域で挟まれ、前記
ゲート領域の不純物濃度が、前記ソース領域の不純物濃
度よりも低く、 前記対向する前記複数個のゲート領域間の距離の最も狭
い位置が前記炭化けい素半導体基体内における前記ソー
ス領域よりも前記炭化けい素半導体の一方の表面から深
い位置に在って、 前記ゲート領域の、前記炭化けい素半導体基体の前記一
方の表面における部分の不純物濃度が、前記炭化けい素
半導体基体の前記内部における部分の不純物濃度よりも
高い ことを特徴とする炭化けい素半導体装置。
1. A silicon carbide semiconductor substrate, a drift region of a first conductivity type, and a silicon carbide semiconductor substrate extending inward from one surface of the silicon carbide semiconductor substrate, in contact with the drift region, and having an impurity concentration higher than that of the drift region. A source region of a first conductivity type and a gate region of a second conductivity type, a drain electrode is electrically connected to the other surface of the silicon carbide semiconductor substrate in the drift region, A source electrode is in contact with the region, a gate electrode is in contact with the gate region, the source region and the gate region are in contact with each other, and the plurality of gate regions are arranged along one surface of the silicon carbide semiconductor. Te extending while facing the source region is sandwiched between the gate region extends with the opposite, the
The impurity concentration of the gate region is the same as that of the source region.
And the narrowest distance between the facing gate regions.
Where the saw is located in the silicon carbide semiconductor substrate.
Depth from one surface of the silicon carbide semiconductor
In the gate region, the one portion of the silicon carbide semiconductor substrate in the gate region.
The impurity concentration of the part on the one surface is
Than the impurity concentration of the portion inside the semiconductor substrate
Silicon carbide semiconductor device characterized by high price.
【請求項2】請求項1に記載の炭化けい素半導体装置に
おいて、前記ゲート電極の材料が、ポリシリコン,シリ
サイド、及びサリサイドの内から選ばれる1材料からな
ることを特徴とする炭化けい素半導体装置。
2. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the material of the gate electrode is one material selected from polysilicon, silicide, and salicide. apparatus.
【請求項3】請求項1に記載の炭化けい素半導体装置に
おいて、前記ドレイン電極が、前記ドリフト領域よりも
不純物濃度が高い第1導電型半導体層を介して前記ドリ
フト領域に電気的に接続されることを特徴とする炭化け
い素半導体装置。
3. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the drain electrode is electrically connected to the drift region via a first conductivity type semiconductor layer having an impurity concentration higher than that of the drift region. A silicon carbide semiconductor device characterized by the following.
【請求項4】請求項1に記載の炭化けい素半導体装置に
おいて、前記ドレイン電極が、前記ドリフト領域よりも
不純物濃度が高い第2導電型の半導体層を介して前記ド
リフト領域に電気的に接続されることを特徴とする炭化
けい素半導体装置。
4. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the drain electrode is electrically connected to the drift region through a second conductivity type semiconductor layer having an impurity concentration higher than that of the drift region. And a silicon carbide semiconductor device.
JP10002697A 1997-04-17 1997-04-17 Silicon carbide semiconductor device Expired - Fee Related JP3454076B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10002697A JP3454076B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 Silicon carbide semiconductor device
KR1019980013593A KR100496105B1 (en) 1997-04-17 1998-04-16 Driving method and driving circuit of electrostatic induction semiconductor device and electrostatic induction semiconductor device
EP98106923A EP0872894A3 (en) 1997-04-17 1998-04-16 Static induction semiconductor device, and driving method and drive circuit thereof
US09/061,145 US6180959B1 (en) 1997-04-17 1998-04-16 Static induction semiconductor device, and driving method and drive circuit thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10002697A JP3454076B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 Silicon carbide semiconductor device
US09/061,145 US6180959B1 (en) 1997-04-17 1998-04-16 Static induction semiconductor device, and driving method and drive circuit thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10294471A JPH10294471A (en) 1998-11-04
JP3454076B2 true JP3454076B2 (en) 2003-10-06

Family

ID=26441125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10002697A Expired - Fee Related JP3454076B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 Silicon carbide semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3454076B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000014809A1 (en) * 1998-09-09 2000-03-16 Hitachi, Ltd. Static induction transistor and its manufacturing method, and power converter
JP2010263243A (en) * 1999-03-12 2010-11-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Group iii-v compound semiconductor
JP6073719B2 (en) 2013-03-21 2017-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP6061047B1 (en) 2016-03-16 2017-01-18 富士電機株式会社 Semiconductor device
JP2021019004A (en) * 2019-07-17 2021-02-15 住友電気工業株式会社 Manufacturing method of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10294471A (en) 1998-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11804545B2 (en) Semiconductor device
US6468866B2 (en) Single feature size MOS technology power device
US5547885A (en) Method of making asymmetric LDD transistor
JP5547361B2 (en) Metal oxide semiconductor devices with buried lightly doped drain regions
US6093951A (en) MOS devices with retrograde pocket regions
US7569900B2 (en) Silicon carbide high breakdown voltage semiconductor device
JP4145364B2 (en) DMOS structure and manufacturing method thereof
US6391723B1 (en) Fabrication of VDMOS structure with reduced parasitic effects
US7397084B2 (en) Semiconductor device having enhanced performance and method
JP3084686B2 (en) Metal crossover in high voltage integrated circuits with graded doping control
WO1993019482A1 (en) Threshold adjustment in vertical dmos devices
US6548864B2 (en) High density MOS technology power device
JPH07263694A (en) Preparation of shallow junction metallic oxide semiconductor field-effect transistor
WO2019123601A1 (en) Semiconductor device
KR100978452B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3059423B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6534829B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
JP3454076B2 (en) Silicon carbide semiconductor device
US6350641B1 (en) Method of increasing the depth of lightly doping in a high voltage device
US3946419A (en) Field effect transistor structure for minimizing parasitic inversion and process for fabricating
US3860454A (en) Field effect transistor structure for minimizing parasitic inversion and process for fabricating
KR102251761B1 (en) Power semiconductor device
KR100252747B1 (en) Flash memory device and manufacturing method thereof
EP0791965A2 (en) Vertical four terminal transistor
JP2000058834A (en) Manufacture of conduction reinforcing mos gate semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees