JP5669712B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5669712B2 JP5669712B2 JP2011247112A JP2011247112A JP5669712B2 JP 5669712 B2 JP5669712 B2 JP 5669712B2 JP 2011247112 A JP2011247112 A JP 2011247112A JP 2011247112 A JP2011247112 A JP 2011247112A JP 5669712 B2 JP5669712 B2 JP 5669712B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- manufacturing
- drift layer
- insulating film
- opening
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 31
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 19
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 14
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、高耐圧下で使用可能な半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, more particularly to a method of manufacturing a semiconductor equipment available under high withstand voltage.
温度特性及び耐圧特性に優れたデバイスとして、SiC(炭化シリコン)を用いた半導体装置が知られている。しかし、SiCを使用した半導体装置の製造技術には、多くの解決すべき課題が残されており、特に高電圧用のデバイスに関しては課題が多い。その一つとして、高耐圧下においてパワーデバイスとして動作する半導体素子の活性領域の外縁部には、電界のピーク(電界集中)が発生してしまうことが知られている。そこで、高耐圧下においても安定に動作するデバイスを実現するために、半導体素子の周囲の電界集中を緩和することが可能な適切な終端構造が求められている。 A semiconductor device using SiC (silicon carbide) is known as a device having excellent temperature characteristics and withstand voltage characteristics. However, many problems to be solved remain in the manufacturing technology of a semiconductor device using SiC, and there are many problems especially for a high voltage device. As one of them, it is known that an electric field peak (electric field concentration) occurs in the outer edge portion of the active region of a semiconductor element operating as a power device under a high breakdown voltage. Therefore, in order to realize a device that operates stably even under a high breakdown voltage, an appropriate termination structure that can alleviate electric field concentration around the semiconductor element is required.
このような終端構造としては、従来、pn接合を設ける構成が用いられるが、当該pn接合を構成するp型領域のうち、半導体素子の活性領域と逆側の端部は高電界となる。そこでの電界集中を緩和するために、例えば、特許文献1には、当該端部に濃度及び深さが異なるp型領域を重ねて形成する構造が提案されている。なお、深さや濃度分布の異なる領域を形成する方法としては、特許文献2及び特許文献3に開示されているように、注入マスクとして酸化膜を組み合せて行う方法が知られている。
Conventionally, a structure in which a pn junction is provided is used as such a termination structure. Of the p-type region that forms the pn junction, the end of the semiconductor element opposite to the active region has a high electric field. In order to alleviate electric field concentration there, for example,
しかしながら、p型領域の上記端部に別途深いp型領域を形成するためには、濃度及び深さが異なるp型領域を重ねて形成するための複数のイオン注入用マスクと、複数回数のイオン注入工程とが必要となる。その結果、製造コストが増加するという問題があった。また、電界集中がより緩和された、信頼性の高い半導体装置が求められているという問題があった。 However, in order to form a deep p-type region separately at the end of the p-type region, a plurality of ion implantation masks for overlapping p-type regions having different concentrations and depths and a plurality of times of ion implantation are used. An injection process is required. As a result, there is a problem that the manufacturing cost increases. In addition, there is a problem that a highly reliable semiconductor device in which electric field concentration is further reduced is desired.
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。また、本発明は、半導体装置の信頼性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of suppressing an increase in manufacturing cost. Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor device.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子の外周にpn接合からなる終端構造を設けた半導体装置の製造方法であって、(a)オフ角を有する半導体基板上に、第1導電型のドリフト層と、絶縁膜と、レジストとをこの順に形成する工程と、(b)前記絶縁膜に第1開口部を形成するともに、前記レジストに、前記第1開口部と前記第1開口部周囲の前記絶縁膜であるスルー絶縁膜とを露出する第2開口部を形成する工程と、(c)第2導電型の不純物を、前記絶縁膜及び前記レジストを介して前記ドリフト層にイオン注入することにより、前記ドリフト層と前記pn接合を構成し、かつ、端部が中央部よりも深い前記第2導電型を有する不純物領域を前記ドリフト層の上部に形成する工程とを備える。そして、前記不純物領域に含まれる前記第2導電型の不純物の濃度は、前記不純物領域の所定深さから深くなるにつれて低減し、その低減の程度は、前記中央部よりも前記端部のほうが緩やかである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a termination structure comprising a pn junction is provided on the outer periphery of a semiconductor element, and (a) a first conductivity type on a semiconductor substrate having an off angle. Forming a drift layer, an insulating film, and a resist in this order; and (b) forming a first opening in the insulating film, and forming the first opening and the first opening in the resist. Forming a second opening that exposes the surrounding insulating film, ie, the through insulating film; and (c) implanting a second conductivity type impurity into the drift layer through the insulating film and the resist. Forming an impurity region having the second conductivity type, which forms the pn junction with the drift layer and has an end portion deeper than the central portion, on the drift layer. The concentration of the second conductivity type impurity contained in the impurity region decreases as the impurity region increases from a predetermined depth to the impurity region, and the degree of reduction is more gentle at the end than at the center. It is.
本発明によれば、不純物領域での不純物の濃度の低減の程度が、中央部よりも端部のほうが緩やかである。したがって、不純物領域端部における電界集中、つまり、半導体素子の終端における電界集中を緩和できることから、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the degree of reduction of the impurity concentration in the impurity region is gentler at the end than at the center. Accordingly, since the electric field concentration at the end of the impurity region, that is, the electric field concentration at the end of the semiconductor element can be reduced, the reliability of the semiconductor device can be improved.
本発明によれば、端部及び中央部にける深さ及び濃度変化が異なる不純物領域を、1回のイオン注入工程で製造することができるので、製造コストを低減することができる。 According to the present invention, impurity regions having different depths and concentration changes at the end portion and the central portion can be manufactured in a single ion implantation step, so that the manufacturing cost can be reduced.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の構成を示す断面図である。図1に示すように、この半導体装置は、n型(第1導電型)を有するワイドバンドギャップ半導体基板であるSiC基板1と、SiCを含むn型のドリフト層2と、p型(第2導電型)の不純物領域であるp型領域13,23と、絶縁膜17と、アノード電極(ショットキ電極)18と、カソード電極19と、メタライズ電極(配線電極)20とを備えている。
<
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to
このうち、SiC基板1、ドリフト層2、アノード電極18及びカソード電極19はショットキ障壁ダイオード51を構成しており、ドリフト層2及び各p型領域13,23は、pn接合52を構成している。したがって、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体素子であるショットキ障壁ダイオード51の外周(ここではアノード電極18の外周)にpn接合52からなる終端構造が設けられたものとなっている。次に、本実施の形態に係る半導体装置の構成要素について詳細に説明する。
Among these, the
本実施の形態では、SiC基板1は、例えば、(0001)面から<11−20>方向に2°〜10°のオフ角を有している。ここでは、SiC基板1は、(0001)面から<11−20>方向に4°のオフ角を有しているものとして、以下説明する。
In the present embodiment,
SiC基板1上には、ドリフト層2が形成されている。ドリフト層2のドーピング濃度及び厚さは、ショットキ障壁ダイオード51において想定される耐圧に応じて設定される。本実施の形態では、ドリフト層2のドーピング濃度は5×1014〜3×1016cm-3であり、ドリフト層2の厚さは4〜150μmであるものとする。
ドリフト層2の上面には、それとショットキ接続するアノード電極18が選択的に形成され、アノード電極18上には、メタライズ電極20が形成される。アノード電極18が形成されていないドリフト層2の上面には、アノード電極18及びメタライズ電極20の端部を覆う絶縁膜17が形成される。また、SiC基板1の底面には、ショットキ障壁ダイオード51のカソード電極19が形成されている。
An
アノード電極18の外周(アノード電極18の端部及びその外側)に位置するドリフト層2の上部(ドリフト層2のSiC基板1と反対側の部分)には、上述したように、ドリフト層2とpn接合52を構成するp型領域13,23が選択的に形成されている。このうちp型領域13は、アノード電極18の端部と接続されている。具体的には、p型領域13は、ドリフト層2の上部のうち、アノード電極18のエッジと接する部分を含む領域に選択的に形成されている。
As described above, the
一方、p型領域23は、アノード電極18の外側に形成されている。つまり、p型領域23は、p型領域13に関して、ショットキ障壁ダイオード51の活性領域(ドリフト層2のアノード電極18が形成される領域)と逆側に、p型領域13と離間して形成されている。なお、本実施の形態では、このようなp型領域23が複数(図1では3個)配設されている。つまり、本実施の形態では、p型領域13,23が、ショットキ障壁ダイオード51の外周に複数(図1では合計4個)配設されている。また、図1に示されるように、各p型領域13,23においては、端部が中央部よりも深くなっている。
On the other hand, the p-
図2及び図3は、以上のように構成された本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。次に、図2及び図3を用いて当該製造方法について説明する。特に、ここでは終端構造を構成するpn接合52の作成工程について詳細に説明する。
2 and 3 are diagrams showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment configured as described above. Next, the said manufacturing method is demonstrated using FIG.2 and FIG.3. In particular, the process for creating the
まず、SiC基板1上に、ドリフト層2を形成する。なお、本実施の形態では、ドリフト層2は、その不純物の濃度領域が5×1014〜1×1017cm-3となるように形成されている。続けて、ドリフト層2上に、絶縁膜である酸化膜31と、レジスト32とをこの順に形成する。なお、本実施の形態では、酸化膜31の厚さは20nmとしている。酸化膜31は、ドライ酸化及びウェット酸化のいずれによって形成されてもよく、または、堆積によって形成されてもよい。
First,
次に、写真製版工程によってレジスト32を選択的に現像及びエッチングすることにより、レジスト32に開口パターン32aを形成する。それから、開口パターン32aが形成されたレジスト32をマスクとして、酸化膜31をエッチングすることにより、酸化膜31に第1開口部31aを形成する。以上の工程を行うことにより、図2に示す構成が得られる。
Next, an
それから、レジスト32を細らす工程(レジスト32の開口パターン32aを広げる工程)を行う。つまり、図3に示すように、第1開口部31aと、第1開口部31a周囲の酸化膜31(以下、「スルー酸化膜31b」と呼ぶこともある)とを露出する第2開口部32bをレジスト32に形成する工程を行う。ここで、レジスト32を細らす工程としては、例えば特開2009−49363号公報に記載されているようなドライエッチングを短時間行い、当該レジスト32の周縁部分を除去することが考えられる。
Then, a step of narrowing the resist 32 (step of widening the
上述したように、本実施の形態では、酸化膜31の厚さは20nmとしていることから、スルー酸化膜31bの厚さも20nmとなっている。また、第2開口部32bの内壁から突出しているスルー酸化膜31bの寸法は、エッチングの精度や、電界緩和への有効性などを考慮して、0.3μm〜1μm程度が好ましい。
As described above, in this embodiment, since the thickness of the
次に、図3に示される酸化膜31及びレジスト32からなる2層構造をマスクとして、p型の不純物をドリフト層2にイオン注入する。つまり、p型の不純物を、酸化膜31及びレジスト32を介してドリフト層2にイオン注入する。本実施の形態では、p型の不純物であるアルミニウムを、SiC基板1の表面(結晶面)に対して垂直方向から450〜500keVのエネルギーで上記イオン注入したものとする。このようなイオン注入を、以上のような構造物に対して行うと、図3に示すように、端部が中央部よりも深いp型領域13,23が形成された。なお、本実施の形態では、p型領域13,23は、その不純物の濃度領域が1×1017〜1×1019cm-3となるように形成されているものとする。
Next, p-type impurities are ion-implanted into the
ここで、p型領域13,23において、スルー酸化膜31b下の端部が、第1開口部31a下の中央部よりも深くなった理由について考察する。
Here, in the p-
一般に、シリコンなどの通常の半導体基板では、その表面が結晶方位に対してジャスト面か、オフ角を有していてもたかだか結晶方位から2°程度である。このような通常の半導体基板にその表面に対して垂直方向からイオン注入すると、不純物が基板中の原子配列の隙間を通じて所望の深さよりも基板の深い位置まで達してしまうチャネリング現象が生じる。そこで、通常の半導体基板においてイオン注入する際には、このチャネリング現象を抑制するために、半導体基板表面に対して垂直方向からずらした方位でイオン注入が一般に行われる。 In general, in a normal semiconductor substrate such as silicon, the surface is just a plane with respect to the crystal orientation, or at most about 2 ° from the crystal orientation even if it has an off angle. When ions are implanted into such a normal semiconductor substrate from the direction perpendicular to the surface, a channeling phenomenon occurs in which impurities reach a position deeper than the desired depth through a gap in the atomic arrangement in the substrate. Therefore, when ion implantation is performed on a normal semiconductor substrate, in order to suppress this channeling phenomenon, ion implantation is generally performed in an orientation shifted from the vertical direction with respect to the semiconductor substrate surface.
それに対し、SiC基板では結晶多形の制御のため、その表面が結晶方位に対して4°から8°、その範囲を広く見積もっても2°から10°のオフ角を有している。そのため、SiC基板表面に対してずらさずに垂直方向からイオン注入しても、もともとチャネリング現象が抑制されたものとなっている。その結果、第1開口部31a及び第2開口部32bを通してドリフト層2にイオン注入された不純物は、p型領域13,23表面から比較的浅い位置までしか到達しなかったと考えられる。一方、スルー酸化膜31b及び第2開口部32bを通してドリフト層2にイオン注入された不純物は、チャネリング現象が生じ易くなるようにスルー酸化膜31b中で適度に散乱されたことにより、p型領域13,23表面から比較的深い位置まで到達したと考えられる。
On the other hand, in order to control crystal polymorphism, the surface of the SiC substrate has an off angle of 4 ° to 8 ° with respect to the crystal orientation and 2 ° to 10 ° even if the range is broadly estimated. Therefore, even if ions are implanted from the vertical direction without shifting with respect to the SiC substrate surface, the channeling phenomenon is originally suppressed. As a result, it is considered that the impurities ion-implanted into the
以上の結果、スルー酸化膜31b及び第2開口部32bを通してイオン注入された不純物が、第1開口部31a及び第2開口部32bを通してイオン注入された不純物よりも、p型領域13,23表面から深い位置まで到達し、端部が中央部よりも深いp型領域13,23が形成されたと考えられる。
As a result, the impurity ion-implanted through the through
図4は、本実施の形態に係るイオン注入により形成されたp型領域13,23に含まれるp型の不純物の濃度の変化を、その表面からの深さ方向について調べた結果を示す図である。この図4において、「○」のプロットは、図3の「一点鎖線a」上のp型不純物の濃度、つまり、p型領域13,23の中央部におけるp型不純物の濃度を示す。同様に、図4において、「+」のプロットは、図3の「一点鎖線b」上のp型不純物の濃度、つまり、p型領域13,23の端部におけるp型不純物の濃度を示す。
FIG. 4 is a diagram showing the result of examining the change in the concentration of the p-type impurity contained in the p-
この図4から分かるように、p型領域13,23に含まれるp型不純物の濃度は、p型領域13,23の所定深さから深くなるにつれて低減し、その低減の程度(図3における傾斜)は、中央部よりも端部のほうが緩やかになっている。また、p型領域13,23に含まれるp型不純物は、中央部よりも端部のほうが深くまで到達している。
As can be seen from FIG. 4, the concentration of the p-type impurity contained in the p-
以上のイオン注入によってp型領域13,23を形成した後、図3に示すレジスト32及び酸化膜31を除去する。その後、以上の工程により得られた構造に対してアニールを行うことにより、p型領域13,23などの様々な不純物領域に注入されている不純物(イオン)を活性化する。そして、カソード電極19、アノード電極18、メタライズ電極20、及び絶縁膜17を形成することにより、ショットキ障壁ダイオード51が完成する。
After the p-
以上のように構成された本実施の形態に係る半導体装置によれば、p型領域13,23でのp型不純物の濃度の低減の程度が、中央部よりも端部のほうが緩やかである。したがって、p型領域13,23端部における電界集中、つまり、ショットキ障壁ダイオード51の終端における電界集中を緩和できることから、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
According to the semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the degree of reduction in the concentration of the p-type impurity in the p-
また、本実施の形態に係る半導体装置によれば、以上のようなp型領域13,23がショットキ障壁ダイオード51の外周に複数配設されている。したがって、ショットキ障壁ダイオード51の終端における電界集中をより緩和することができることから、半導体装置の信頼性をより向上させることができる。
Further, according to the semiconductor device of the present embodiment, a plurality of p-
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、端部及び中央部における深さ及び濃度変化が異なるp型領域13,23を、1回のイオン注入工程で製造することができるので、製造コストを低減することができる。
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, p-
なお、以上の説明では、両端部が中央部よりも濃度変化が緩やかでかつ深くまで達するp型領域13,23を形成した。しかしこれに限ったものではなく、外側の端部(ショットキ障壁ダイオード51と逆側の端部)のみが、中央部よりも濃度変化が緩やかでかつ深くまで達するp型領域13,23を形成するようにしてもよい。このようなp型領域13,23を形成するためには、例えば、図3に示される第2開口部32bとして、第1開口部31aと、外側のみのスルー酸化膜31bとを露出する開口部を形成すればよい。
In the above description, the p-
また、以上の説明では、スルー酸化膜31bの厚さは20nmであるものとした。ここで、図5に、エネルギーを450keV、イオン注入量を3×1013cm-2として、p型不純物であるアルミニウムをドリフト層2にイオン注入したときの不純物濃度を、深さ方向について調べた結果を示す。この図5に示されるように、厚さが20〜100nmであるスルー酸化膜31bを設けた場合の濃度は、スルー酸化膜31bが設けられていない場合の濃度よりも、深さ方向に対する低減の程度が緩やかとなっている。したがって、上記イオン注入の条件においては、厚さが20〜100nmであるスルー酸化膜31bを用いることができる。なお、スルー酸化膜31bとして説明されたスルー絶縁膜は、シリコン酸化膜と同程度の密度の非結晶からなる絶縁膜であれば、酸化膜に限ったものではなく、また、スルー酸化膜31bを含むスルー絶縁膜の膜厚は、その材料、イオン注入の条件、不純物の種類によって適宜変更されるべきであると考えられる。
In the above description, the thickness of the through
また、以上の説明では、ドリフト層2にp型不純物であるアルミニウムをイオン注入するものとした。ここで、図6に、スルー酸化膜31bの厚さを20nmとして、様々な不純物をイオン注入したときの不純物濃度を、深さ方向について調べた結果を示す。ここでは、エネルギーを110keV、イオン注入量を1.4×1013cm-2として、アルミニウム(Al)をイオン注入した場合の結果と、エネルギーを250keV、イオン注入量を3.0×1012cm-2として、p型不純物であるボロン(B)をイオン注入した場合の結果と、エネルギーを350keV、イオン注入量を5.3×1013cm-2として、n型不純物である窒素(N)をイオン注入した場合の結果とが示されている。
In the above description, the
この図6に示されるように、ボロンを用いた場合でも、スルー酸化膜31bがある場合の濃度は、スルー酸化膜31bがない場合の濃度よりも、深さ方向に対する低減の程度が緩やかとなることから、アルミニウムの代わりにボロンを用いることができる。また、窒素を用いた場合でも、スルー酸化膜31bがある場合の濃度は、スルー酸化膜31bがない場合の濃度よりも、深さ方向に対する低減の程度が緩やかとなっている。したがって、上述のp型領域13,23のプロファイルと同様の傾向を有するn型領域を、p型の半導体層に形成することができる。
As shown in FIG. 6, even when boron is used, the concentration when the through
また、以上の説明では、SiC基板1を例に説明したが、オフ角を有する半導体基板であればよく、シリコン基板や、GaN基板などにも適用できると考えられる。
In the above description, the
<実施の形態2>
本発明の実施の形態2に係る半導体装置の構成は、実施の形態1とほぼ同じである。本実施の形態では、実施の形態1と製造方法が異なっている。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同一または類似する部位には同一の符号を付与し、重複する詳細な説明は省略する。
<
The configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the manufacturing method is different from that in the first embodiment. In the present embodiment, the same or similar parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7及び図8は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、図2及び図3とそれぞれ対応している。以下、図7及び図8を用いて当該製造方法について説明する。 7 and 8 are views showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, and correspond to FIGS. 2 and 3, respectively. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
まず、SiC基板1上に、ドリフト層2と、絶縁膜である酸化膜31と、レジスト32とをこの順に形成する。そして、写真製版工程によってレジスト32を選択的に現像及びエッチングすることにより、レジスト32に開口パターン32aを形成する。それから、開口パターン32aが形成されたレジスト32をマスクとして、酸化膜31をエッチングすることにより、酸化膜31に第1開口部31aを形成する。この際、図7に示すように、酸化膜31が、第1開口部31a周辺に例えば0.3μm以上1μm以下の横幅を持つテーパ形状を有するように、酸化膜31に対するエッチングの条件を適切に選択する。
First, the
それから、実施の形態1と同様に、レジストを細らす工程を行う。酸化膜31が上述のようにエッチングされていることから、図8に示すように、本実施の形態に係るスルー酸化膜31bは、第1開口部31a周辺にテーパ形状を有している。次に、実施の形態1と同様にしてイオン注入を行う。本実施の形態では、テーパ形状を有するスルー酸化膜31bを通してイオン注入することから、実施の形態1で説明した構造を有するだけでなく、横方向に対しても濃度変化が緩やかなp型領域13,23がドリフト層2に形成される。
Then, as in
それから、実施の形態1と同様に、レジスト32及び酸化膜31の除去と、アニールとを行い、その後、カソード電極19、アノード電極18、メタライズ電極20、及び絶縁膜17の形成を行うことにより、ショットキ障壁ダイオード51が完成する。
Then, similar to the first embodiment, the resist 32 and the
以上のような本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができるだけでなく、横方向に対しても濃度変化が緩やかなp型領域13,23をドリフト層2に形成することができる。したがって、ショットキ障壁ダイオード51の終端における電界集中をより緩和することができることから、半導体装置の信頼性をより向上させることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment as described above, not only can the same effect as in the first embodiment be obtained, but also the p-
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 SiC基板、2 ドリフト層、13,23 p型領域、31 酸化膜、31a 第1開口部、31b スルー酸化膜、32 レジスト、32b 第2開口部、51 ショットキ障壁ダイオード、52 pn接合。 1 SiC substrate, 2 drift layer, 13, 23 p-type region, 31 oxide film, 31a first opening, 31b through oxide film, 32 resist, 32b second opening, 51 Schottky barrier diode, 52 pn junction.
Claims (5)
(a)オフ角を有する半導体基板上に、第1導電型のドリフト層と、絶縁膜と、レジストとをこの順に形成する工程と、
(b)前記絶縁膜に第1開口部を形成するともに、前記レジストに、前記第1開口部と前記第1開口部周囲の前記絶縁膜であるスルー絶縁膜とを露出する第2開口部を形成する工程と、
(c)第2導電型の不純物を、前記絶縁膜及び前記レジストを介して前記ドリフト層にイオン注入することにより、前記ドリフト層と前記pn接合を構成し、かつ、端部が中央部よりも深い前記第2導電型を有する不純物領域を前記ドリフト層の上部に形成する工程と
を備え、
前記不純物領域に含まれる前記第2導電型の不純物の濃度は、前記不純物領域の所定深さから深くなるにつれて低減し、その低減の程度は、前記中央部よりも前記端部のほうが緩やかである、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device in which a termination structure comprising a pn junction is provided on the outer periphery of a semiconductor element,
(A) forming a first conductivity type drift layer, an insulating film, and a resist in this order on a semiconductor substrate having an off angle ;
(B) A first opening is formed in the insulating film, and a second opening that exposes the first opening and the through insulating film that is the insulating film around the first opening is formed in the resist. Forming, and
( C) Impurities of the second conductivity type are ion-implanted into the drift layer through the insulating film and the resist, so that the drift layer and the pn junction are formed, and the end portion is more than the center portion. Forming a deep impurity region having the second conductivity type on the drift layer ;
The concentration of the impurity of the second conductivity type contained in the impurity region decreases as the impurity region becomes deeper from a predetermined depth, and the degree of reduction is more gentle at the end portion than at the central portion. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記半導体基板は、(0001)面から2〜10°のオフ角を有するSiC基板である、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device , wherein the semiconductor substrate is a SiC substrate having an off angle of 2 to 10 degrees from a (0001) plane.
前記スルー絶縁膜は、厚さが20nm以上100nm以下である、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2,
The through insulating film is Ru der than 100nm or less 20nm thickness, a method of manufacturing a semiconductor device.
前記スルー絶縁膜は、前記第1開口部周辺にテーパ形状を有している、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 ,
The through insulating film, that has a first opening near the tapered, a method of manufacturing a semiconductor device.
前記テーパ形状は、0.3μ以上1μm以下の横幅を持つ、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the tapered shape has a lateral width of 0.3 μm or more and 1 μm or less .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247112A JP5669712B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247112A JP5669712B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013105798A JP2013105798A (en) | 2013-05-30 |
JP5669712B2 true JP5669712B2 (en) | 2015-02-12 |
Family
ID=48625153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011247112A Active JP5669712B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5669712B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016002058A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor device, method for producing same, power module, and power conversion device |
US10424642B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-09-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
US10774419B2 (en) * | 2016-06-21 | 2020-09-15 | Axcelis Technologies, Inc | Implantation using solid aluminum iodide (ALI3) for producing atomic aluminum ions and in situ cleaning of aluminum iodide and associated by-products |
JP6649198B2 (en) | 2016-07-14 | 2020-02-19 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
CN110462112B (en) * | 2017-03-28 | 2022-03-22 | 三菱电机株式会社 | Silicon carbide substrate, method for producing silicon carbide substrate, and method for producing silicon carbide semiconductor device |
JP6918154B2 (en) | 2018-02-13 | 2021-08-11 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005135972A (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JP4356767B2 (en) * | 2007-05-10 | 2009-11-04 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor device having junction barrier Schottky diode |
JP2009094392A (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
JP5473398B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-04-16 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP5598015B2 (en) * | 2010-02-23 | 2014-10-01 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor device having Schottky barrier diode and method for manufacturing the same |
-
2011
- 2011-11-11 JP JP2011247112A patent/JP5669712B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013105798A (en) | 2013-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5154347B2 (en) | Superjunction semiconductor device and method of manufacturing superjunction semiconductor device | |
JP6666671B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5669712B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2006310555A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6378220B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5298565B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5564890B2 (en) | Junction field effect transistor and manufacturing method thereof | |
JP6028807B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5628765B2 (en) | Semiconductor device | |
US10593781B2 (en) | Semiconductor device and fabrication method thereof | |
US20180138288A1 (en) | Silicon carbide semiconductor element and method of manufacturing silicon carbide semiconductor | |
TWI527215B (en) | Semiconductor device with junction termination extension structure on mesa and method of fabricating the same | |
US9099435B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP5683436B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
CN111406323B (en) | Wide band gap semiconductor device | |
TW201640613A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
US20220165880A1 (en) | High voltage device and manufacturing method thereof | |
KR102424762B1 (en) | Schottky barrier diode and method of manufacturing the schottky barrier diode | |
JP2010206096A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2007324507A (en) | Semiconductor device and method of making the same | |
JP2016526804A (en) | High voltage field effect transistor with multiple injection layers. | |
JP6163922B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6681809B2 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
JP2019036606A (en) | Manufacturing method for nitride semiconductor device | |
JP4381435B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141027 |
|
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: 20141118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5669712 Country of ref document: JP 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 |