JP5261907B2 - トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 - Google Patents
トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5261907B2 JP5261907B2 JP2006252194A JP2006252194A JP5261907B2 JP 5261907 B2 JP5261907 B2 JP 5261907B2 JP 2006252194 A JP2006252194 A JP 2006252194A JP 2006252194 A JP2006252194 A JP 2006252194A JP 5261907 B2 JP5261907 B2 JP 5261907B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- trench
- carbide semiconductor
- contact region
- film
- 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
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 112
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 109
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 88
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 19
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 10
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 10
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical group [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract description 20
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 description 39
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 22
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 18
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 18
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZWHFTKIBIQKCA-UHFFFAOYSA-N [Sn+2]=O.[O-2].[In+3] Chemical compound [Sn+2]=O.[O-2].[In+3] AZWHFTKIBIQKCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical compound CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 description 1
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Description
以上説明した炭化珪素半導体装置に関連する文献としては、良好な半導体特性を維持しながら、絶縁耐圧を高くするSiC絶縁ゲート型半導体素子についての記述が公開されている(特許文献1)。
特許請求の範囲の請求項3記載の発明によれば、前記炭化珪素半導体基板の一方の主面に形成される積層炭化珪素層がエピタキシャル成長層であって、前記炭化珪素半導体基板と前記ドリフト層の間に一導電型フィールドストップ層を備える特許請求の範囲の請求項1または2に記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置とすることがより好ましい。
特許請求の範囲の請求項6記載の発明によれば、前記導電性酸化膜が酸化錫、酸化インジウム、酸化錫と酸化インジウムの混合物から選ばれるいずれかである特許請求の範囲の請求項5記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置とすることがさらにいっそう好ましい。
(トレンチ形成時のRIEマスク材料がSiO2膜の場合)
図1に、実施例1にかかるトレンチ型MOSFETの要部断面構造(a)と、ゲート電極引き出し配線を含むトレンチ型MOSFETの断面構造(b)を示す。
図1(a)に示すトレンチ型MOSFETについて説明する。高不純物密度のn型4H−SiC(000-1)c面を主表面とする炭化珪素半導体基板1上に、高不純物密度のn+型であるフィールドストッピング層2、低不純物密度のn型であるドリフト層3、n型である電流広がり層4、p型であるボディ領域5、p+型であるボディコンタクト領域7、高不純物密度のn+型であるソースコンタクト領域6が順次形成されている。ソースコンタクト領域6の表面の一部には、フィールド絶縁膜20が形成されている。フィールド絶縁膜20の表面から、ソースコンタクト領域6とボディ領域5を貫いて、少なくともn型電流広がり層4にまで達するトレンチ10が形成されている。
前述のトレンチ型MOSFET構成において、炭化珪素(SiC)半導体基板1の主表面は、(000-1)c面ではなく、(0001)Si面であってもよい。また、{0001}面から数度のオフ角がついていてもよい。また、n+型フィールドストッピング層2およびn型電流広がり層4を備えない構成もあり得る。
また、電流広がり層4を設ける理由は次のとおりである。ドリフト層3は比較的高抵抗であるので、オン状態において、トレンチ10の側壁面である、ボディ領域5とゲート絶縁膜11の界面に形成されるnチャネルを流れる電流が、ドリフト層3のうちトレンチ10の付近のみを流れることで、電流集中によるオン抵抗の増大を招く可能性があるが、電流広がり層4が存在すれば、電流はドリフト層3の広い領域に広がって流れるので、電流集中によるオン抵抗の増大を抑制できて、好ましい。
図1には、簡単のため、トレンチを1本だけ示してあるが、実際には、紙面左右方向、およびユニットセルの構造と配置によっては奥行き方向に、図1のユニットセル構造を多数繰り返した構造となっている。実施例1のトレンチ型MOSFETは、基板主面の上方から見ると、図1の奥行き方向に向かってトレンチ10の底面および側壁面の面方位等に変化のない、ストライプ状のセル構造となっているが、必ずしもストライプセル構造である必要はなく、たとえば、上方から見てトレンチ10ならびに各セルが四角形または六角形状であってもよいし、他のどのような形状であってもよい。さらに、実際のトレンチ型MOSFETにおいては、デバイス端部での電界集中を緩和するために、ガードリング構造(図示せず)などのエッジターミネーション(耐圧構造)が施される。しかし、このエッジターミネーション(耐圧構造)は、本発明の構成とは直接には関係しないから、これ以上、説明することは省略する。
以下、実施例1にかかる図1に示すトレンチ型MOSFETの作製方法を、順を追って説明する。
4H−SiCの(000-1)C面の8度オフ(前記面方位から8度傾いた面方位を主面とすること)のn型半導体基板1を用意する。8度オフであるのは、この基板上に後述のエピタキシャル成長を良好に行うために、市販の半導体基板自体に既に前述の8度のオフ角がつけられているためである。近年は4度オフの基板も市販されているので、エピタキシャル成長可能であれば、4度オフ基板を用いてもよい。この基板1に、エピタキシャル成長により、それぞれ厚さについて、n+型フィールドストッピング層2(ドナー密度0.5〜10×1017cm-3)を約2μm、n型ドリフト層3(ドナー密度約1.6×1016cm-3)を約5.7μm、n型電流広がり層4(ドナー密度約1×1017cm-3)を約0.4μm、p型ボディ層5(アクセプタ密度2×1017cm-3)を約1μm、つづいてp+型ボディコンタクト層6(アクセプタ密度2×1019cm-3)を約0.25μm、この順に成膜する。4H−SiC{0001}8度オフ基板へのエピタキシャル成長を実現する装置、方法、条件等はよく知られているので、ここでは詳細を省略する。本実施例1における各層の膜厚ならびにドーピング密度は、例示的なものであり、異なる耐圧その他の特性を目的とする場合ならびに許容すべきプロセス誤差などを考慮して、適宜、最適なドーピング密度が選ばれるべきものである。また、いずれの層も、必ずしも均一なドーピング密度である必要はなく、成膜方向に沿ってドーピング密度のグラデーションを有していてもよい。
有機系のTEOS(Tetra Ethyl Oxy Silane)とO2を原料ガスとしたプラズマCVDにより、厚さ約2μmのSiO2膜を堆積する。フォトリソグラフィ工程によって、ソースコンタクト領域6形成用フォトレジストマスクパターンを形成した後、CHF3を反応性ガスとするプラズマエッチングにより、SiO2膜のマスクパターンを形成する。さらにO2プラズマにより、SiO2膜のプラズマエッチング中に発生した堆積物とフォトレジストを灰化により除去して、イオン注入用SiO2膜マスクとする。その後、900℃のウェット雰囲気で10分間の熱酸化を施し、スクリーン酸化膜(図示せず)を形成する。基板表面から0.35μmまでの深さに、平均密度が1×1021cm-3のボックスプロファイルとなるように、基板を800℃に加熱した上で、リンをイオン注入する。スクリーン酸化膜とSiO2膜マスクをバッファードふっ酸により除去する。この状態の基板をArガスフロー中にて約1700℃で5分間保持し、イオン注入したリンを活性化させる。この工程により、n+型ソースコンタクト領域6が選択的に形成される。前記p+型ボディコンタクト層のうち、残りの部分は、p+型ボディコンタクト領域7となる。なお、活性化アニール処理の前に、基板表面にカーボンキャップを形成して表面荒れを防ぐようにしてもよいが、トレンチ型MOSFETにおいては、表面が多少荒れても差し支えないので、本実施例1では省略している。
前述と同様のプラズマCVDにより、厚さ約2μmのSiO2膜を堆積し、前述のフォトリソグラフィ工程と同様にして、RIEエッチング用SiO2膜のマスクパターンを形成する。後述するように、このSiO2膜マスクの一部は、フィールド絶縁膜20の一部となる。本実施例1では、SF6とO2を反応性ガスとするICPプラズマエッチング(RIE)により、深さ約2.5μmのトレンチ10を形成する。エッチング後、SiO2膜は約0.9μmの厚さで残っていた。SiC半導体基板に対するトレンチエッチングは、必ずしもこの反応ガスを用いたRIE法による必要はなく、他の方法によってトレンチを形成してもよい。たとえば、反応性ガスとして、SF6に代えて、Siプロセスでよく用いられているように、Cl2やHBrを用いてもよいし、CF4やNF3などを用いてもよい。エッチング装置についても、ICPプラズマエッチングでなく、平行平板プラズマやECRプラズマなどを用いるものであってもよい。次に、SiO2膜マスクが残ったまま、約1150℃のドライ雰囲気で熱酸化を行い、トレンチ10側壁で約40nmの熱酸化膜(犠牲酸化膜として)を形成する。その後、バッファードふっ酸に浸して、トレンチ10側壁上の前記熱酸化膜(犠牲酸化膜)を除去する。この際、前記SiO2膜マスクがなくなってしまわないように、漬浸時間は最小限にとどめることが望ましい。この工程は、RIE法によるエッチングの際に、トレンチ側壁表面に形成されたダメージ層を除去することを目的としている。この工程の結果、SiO2膜マスクは約0.5μmとなって残っていた。
(ゲート酸化膜形成)
次に、トレンチ10側壁面上に、ゲート酸化膜11を形成する。本実施例1では、TEOSとO2を原料ガスとしたプラズマCVDにより、トレンチ10側壁面上に、約100nmのSiO2膜を形成し、これを1300℃の10%N2希釈N2Oにより1時間アニールしてゲート酸化膜11としたが、必ずしもこの方法による必要はない。たとえば、単に熱酸化によりゲート酸化膜11を形成してもよいし、他の方法でSiO2膜を堆積してから前記のようにアニールしてもよい。また、SiO2膜を堆積してから他の方法でアニールしてもよいが、重要なことは、所定のゲート耐圧が得られ、チャネル移動度が高くなるようなゲート酸化膜11となるように留意すべきことである。前記の1300℃アニールは、ゲート酸化膜11だけでなく、前述のSiO2膜マスクをも、耐圧を向上させ、界面特性を向上する効果があるので、好ましい。この工程により、ゲート酸化膜11を堆積する際にSiO2膜マスク上に堆積したSiO2膜と、SiO2膜マスク自身により、合計で約0.6μm厚さのフィールド絶縁膜20が形成される。前記の1300℃アニールにより、SiO2膜を通してSiC半導体基板表面が酸化され、SiO2膜の膜厚が全体的に増加する。基板1の主面が(000-1)C面であるので、熱酸化速度の異方性により、トレンチ10の側壁面の上部よりも底面のほうが、わずかにSiO2膜厚が大きくなる。もとのSiO2膜厚が約100nmと厚いため、異方性はあまり強く出ないと考えられる。
高不純物密度のリンを含むポリシリコンを堆積してトレンチ10を埋めてゲート電極とすると共に、ゲート電極12の基板表面への引き出し部付近をフォトレジストで保護した後、所定の深さを狙ってポリシリコンをエッチバックして、ゲート電極12とする。ゲート電極12の膜の上端は、フィールド絶縁膜20の膜の上端よりも下にあって、ソースコンタクト領域6の下端よりも上になければならない。ゲート電極12の上端がフィールド絶縁膜20の上端よりも上に回ってしまうと、後にソース電極23を形成した際に、ゲート電極12とソース電極23が短絡してしまう。逆に、ゲート電極12の上端がソースコンタクト領域6の下端よりも下になってしまうと、MOSFETとして動作しない。従って、ここで言う前記所定の深さとは、フィールド絶縁膜20の厚さの中央、あるいはフィールド絶縁膜20の上端とソースコンタクト領域6の下端の中央、あるいはこれらの中間を選ぶことになる。フィールド絶縁膜20の上端とソースコンタクト領域6の下端の中央を狙うと、作製余裕が大きくなるので好ましいことは言うまでもないが、ソースコンタクト領域6の下端よりも下までエッチバックしてしまう危険性が高くなる。ポリシリコンを堆積してトレンチを埋めるためには、少なくともトレンチの幅の半分よりも厚く堆積する必要があり、実際にはその何割か増しの厚さを堆積することが通常行われる。実施例1においては、トレンチの幅が2μmであり、エッチバック量も2μm近くに達する。ポリシリコン堆積も、エッチバックも、最低でも5%程度の誤差を見込んでおく必要があるので、両方で約10%の誤差を見込んでおく必要がある。すなわち、エッチバック量は0.2μm程度の誤差を見込んでおく必要がある。実施例1では、フィールド絶縁膜20の厚さが0.5μmであるので、少なくともフィールド絶縁膜20の中央を狙えば、ゲート電極12の上端は、フィールド絶縁膜20の上端よりも下にあって、ソースコンタクト領域6の下端よりも上にある。一方、厚さが0.3μmしかないソースコンタクト領域6の中央を狙うのは、明らかに困難(許容誤差は0.15μmしかなく、エッチバック量の誤差よりも小さいから)である。実際、ゲート電極12がフィールド絶縁膜20の上に残ったためにソースとゲートが短絡したり、逆にゲート電極12の上端がソースコンタクト領域6の下端よりも低くなったためにMOSFETとして動作しなかったりする不良が多発し、とても使えるものではなかった。
ここから後の工程は、SiC半導体基板に対するコンタクト金属がNiであって、1000℃程度の高温アニールを必要とすることを除いては、Siのトレンチ型MOSFETの作製プロセスとほとんど同じであるから、簡単に述べるにとどめる。SiO2膜の層間絶縁膜21を堆積し、層間絶縁膜21とこれまでの工程で主表面上に残っているSiO2膜等をエッチングして、ソースコンタクトホールを形成する。このとき、ソースコンタクト領域6とボディコンタクト領域7の表面が、同時に露出するようにする。
[実施例2]
(トレンチ形成時のRIEマスク材料がITOまたはSnO2の場合)
実施例2にかかるトレンチ型MOSFETの要部断面構造とゲート電極引き出し配線12aの断面構造を、図2に示す。基本構造は、実施例1と同様であるから、実施例1との違いを中心に説明する。
本実施例2においては、トレンチ10を形成するためのマスク材料として、SiO2膜に代えて、錫を全面にEB蒸着法により成膜し、その後酸化して酸化錫膜とする。酸化錫はSiCに比べて20分の1程度の速さでしかエッチングされないので、トレンチ10の深さが2.5μm程度であれば、0.6μmも成膜すれば十分である(RIE後に0.4μm以上残っていればよい)。ただし、酸化錫はエッチングするのが難しいので、蒸着および酸化による成膜の前に予め、フォト工程によって、酸化錫を除去すべき部分にレジストパターンを形成しておく。このレジストの厚さは、少なくとも酸化錫の膜厚以上必要であり、酸化錫の膜厚よりも0.5μm以上厚いのが好ましい。酸化錫を蒸着および酸化により成膜後に、レジストを溶解する溶剤に浸し、必要に応じて加熱すると、レジストが溶解し、レジスト上の酸化錫も同時に除去される。この工程は、リフトオフ工程として、よく知られている周知技術である。こうして酸化錫のパターンを形成した後、SiCをRIEによってエッチングする。実施例1と同様に、酸化錫を除去する必要はない。しかし、酸化錫の分解温度が1120℃程度のため、後続の犠牲酸化およびゲート酸化膜11のアニール温度は、1100℃程度にとどめるべきである。犠牲酸化は、酸化時間を延長して酸化膜厚を等しくすればよいし、ゲート酸化膜11のアニールにあたっては、1100℃でも相応の特性が得られる。以上のように、本実施例2によれば、フィールド絶縁膜20が厚いので、ゲート電極12をエッチバックして形成する際の作製余裕が大きいだけでなく、トレンチ形成のマスク材料として、仮に導電性のものであっても用いることができるので、マスク材料の選定範囲が広がる。適切なマスク材料を選択することにより、不必要に厚いマスクを形成する必要はなくなる。
2 n+型フィールドストッピング層
3 n型ドリフト層
4 n型電流広がり層
5 p型ボディ領域
6 n+型ソースコンタクト領域
7 p+型ボディコンタクト領域
10 トレンチ
11 ゲート酸化膜
12 ゲート電極
12a ゲート電極引き出し配線
13 MOSチャネル
15 埋め込み絶縁物
20 フィールド絶縁膜
20a 堆積酸化膜(SiO2膜)領域
20b 酸化錫膜領域
21 層間絶縁膜
22 ドレイン電極
23 ソース電極。
Claims (7)
- 炭化珪素半導体基板の一方の主面に一導電型ドリフト層と、他導電型ボディ層と、所要のパターンの一導電型ソースコンタクト領域および他導電型ボディコンタクト領域を有するコンタクト層とをこの順に少なくとも備える積層炭化珪素半導体基板であって、前記一導電型ソースコンタクト領域表面から、少なくとも前記ドリフト層または該ドリフト層に接する同導電型層に達する深さのトレンチを備え、該トレンチ凹部内面にはゲート絶縁膜を介して埋設されるゲート電極を有し、該ゲート電極は前記積層炭化珪素半導体基板表面に引き出され、この基板表面でフィールド絶縁膜を介して載置され、かつこの基板表面の一部に形成されているゲートパッドへ接続されるゲート電極引出し配線を有し、該ゲート電極引出し配線を除く前記ゲート電極上に層間絶縁膜を介して覆うと共に前記一導電型ソースコンタクト領域および他導電型ボディコンタクト領域の表面に共通に接触する一方の金属電極を備え、炭化珪素半導体基板の他方の主面に他方の金属電極を備えるトレンチゲート型炭化珪素半導体装置において、前記ソースコンタクト領域の厚さが0.5μm以下であり、前記フィールド絶縁膜の厚さが0.5μm以上であって、前記ゲート電極の上端は、前記フィールド絶縁膜の膜厚の上端と前記ソースコンタクト領域の上端の間にあり、前記フィールド絶縁膜が、絶縁膜と炭化珪素基板に対する選択エッチング比が5分の1以下の導電体膜との積層膜であることを特徴とするトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素半導体基板は、六方晶の炭化珪素であって、その主面が、少なくとも、0度〜8.5度のオフ角を含む(000-1)c面であることを特徴とする請求項1記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素半導体基板の一方の主面に形成される積層炭化珪素層がエピタキシャル成長層であって、前記炭化珪素半導体基板と前記ドリフト層の間に一導電型フィールドストップ層を備えることを特徴とする請求項1または2記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素半導体基板の一方の主面に形成される積層炭化珪素層がエピタキシャル成長層であって、前記ドリフト層とボディ層の間に一導電型電流拡がり層を備えることを特徴とする請求項3記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素基板に対する選択エッチング比が5分の1以下の導電体膜が導電性酸化膜であることを特徴とする請求項1に記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記導電性酸化膜が酸化錫、酸化インジウム、酸化錫と酸化インジウムの混合物から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項5記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素半導体装置がトレンチゲート構造を有するMOSFETであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトレンチゲート型炭化珪素半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006252194A JP5261907B2 (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006252194A JP5261907B2 (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008078174A JP2008078174A (ja) | 2008-04-03 |
JP5261907B2 true JP5261907B2 (ja) | 2013-08-14 |
Family
ID=39349979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006252194A Expired - Fee Related JP5261907B2 (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5261907B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5522907B2 (ja) * | 2008-06-23 | 2014-06-18 | ローム株式会社 | SiC膜の加工方法、半導体装置およびその製造方法 |
JP2014099670A (ja) * | 2011-02-02 | 2014-05-29 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5498431B2 (ja) * | 2011-02-02 | 2014-05-21 | ローム株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5767869B2 (ja) * | 2011-06-22 | 2015-08-26 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2015046502A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2015207588A (ja) | 2014-04-17 | 2015-11-19 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
JP2016207671A (ja) * | 2015-04-15 | 2016-12-08 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 |
JP2019068096A (ja) * | 2018-12-20 | 2019-04-25 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
US20220336602A1 (en) * | 2019-09-10 | 2022-10-20 | Korea Electrotechnology Research Institute | Trench-gate sic mosfet device and manufacturing method therefor |
JP2023127349A (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | 東京エレクトロン株式会社 | ハードマスク、基板処理方法、およびハードマスクの除去方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3924829B2 (ja) * | 1997-01-13 | 2007-06-06 | 株式会社日立製作所 | 電圧駆動型半導体装置及びその製造方法 |
JP4738562B2 (ja) * | 2000-03-15 | 2011-08-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
SE525574C2 (sv) * | 2002-08-30 | 2005-03-15 | Okmetic Oyj | Lågdopat kiselkarbidsubstrat och användning därav i högspänningskomponenter |
JP4084310B2 (ja) * | 2004-01-05 | 2008-04-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP5017768B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2012-09-05 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体素子 |
-
2006
- 2006-09-19 JP JP2006252194A patent/JP5261907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008078174A (ja) | 2008-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5261907B2 (ja) | トレンチゲート型炭化珪素半導体装置 | |
JP5862730B2 (ja) | トレンチゲート型半導体装置の製造方法 | |
JP4899405B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
US8563987B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the device | |
US8969953B2 (en) | Method of forming a self-aligned charge balanced power DMOS | |
JP5243671B1 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP6092749B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
CN106796955B (zh) | 半导体装置 | |
JP6918302B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JPWO2014103257A1 (ja) | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
CN104067384A (zh) | 用于具有自对准源极和栅极的氮化镓垂直jfet的方法和系统 | |
JP2019003967A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
US20130221431A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacture thereof | |
JP2014207326A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP5676923B2 (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
JP4842527B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2019004010A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
CN111755521A (zh) | 一种集成tjbs的碳化硅umosfet器件 | |
JP4049095B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
TWI702722B (zh) | 半導體裝置及半導體裝置之製造方法 | |
JP2011171632A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP5037103B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP2018206872A (ja) | 半導体装置 | |
KR20190052971A (ko) | 전력 반도체 소자의 제조 방법 및 그에 따른 전력 반도체 소자 | |
WO2015111177A1 (ja) | 半導体装置,パワーモジュール,電力変換装置,および鉄道車両 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080204 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20081216 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090219 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090714 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20091112 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120717 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120724 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120919 |
|
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: 20130402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5261907 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |