JP5772177B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施形態1に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図である。図1に示す半導体装置は、炭化珪素の半導体基板を用いたMOSFETで構成されている。図1において、炭化珪素のN型高濃度(N+ 型)の半導体基板101の一方の主面には、炭化珪素からなるN型低濃度(N− 型)のエピタキシャル層で構成されたドリフト領域102が形成されている。
N− 型の炭化珪素のエピタキシャル層からなるドリフト領域102を形成する。炭化珪素にはいくつかのポリタイプ(結晶多形)が存在するが、ここでは代表的な4Hとして説明する。半導体基板101は、数十から数百μm程度の厚みを有する。ドリフト領域102は、例えば不純物濃度が1E14〜1E18cm−3、厚さが数μm〜数十μmとして形成される。
図5は本発明の実施形態2に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図である。実施形態2において、実施形態例1と異なる点は、溝105の底部の異種材領域106を、実施形態1で採用した多結晶シリコンに代えて酸化膜で構成したことである。その他の構成に関しては実施形態1と同様であり、また基本的な動作についても実施形態1と同様であるのでここでは省略する。
図7は本発明の実施形態3に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図である。実施形態3において、実施形態例2と異なる点は、溝105の幅が実施形態2に比べて広く形成されていることである。その他の構成に関しては実施形態2と同様であり、また基本的な動作についても実施形態1と同様であるのでここでは省略する。
次に、本発明の実施形態4に係る半導体装置の製造方法について説明する。実施形態4において、実施形態2と異なる点は、多結晶シリコンの酸化膜からなる異種材領域106の形成方法である。その他は実施形態2と同様であり、また基本的な動作についても実施形態2と同様であるのでここでは省略する。
102…ドリフト領域
103…ウェル領域
104…ソース領域
105…溝
106…異種材領域
107…ゲート絶縁膜
108…ゲート電極
109…層間絶縁膜
110…ソース電極
111…ドレイン電極
201…埋め込み材
202,601…酸化膜
203…多結晶シリコン
801…マスク層
802…凹部
Claims (9)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面上に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域内に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域内に形成された第1導電型のソース領域と、
前記ソース領域ならびに前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト領域に至る深さの溝と、
、前記溝の底部に形成され、前記ドリフト領域と異なる材料からなる異種材領域と、
前記異種材領域の上面と前記溝の上部側面に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記溝の上部に形成されたゲート電極と、
前記ウェル領域および前記ソース領域に接続されたソース電極と、
前記半導体基板の他方の主面に接続されたドレイン電極と
を備えた半導体装置の製造方法において、
前記ドリフト領域よりも熱酸化速度が速い埋め込み材を前記溝に埋設する第1の工程と、
前記溝に埋設された前記埋め込み材を熱酸化して、前記溝に前記埋め込み材の酸化膜を形成する第2の工程と、
前記埋め込み材の酸化膜を選択的に除去して、前記溝の底部に埋め込み材の酸化膜を残し、前記埋め込み材の酸化膜で前記異種材領域を形成する第3の工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面上に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域内に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域内に形成された第1導電型のソース領域と、
前記ソース領域ならびに前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト領域に至る深さの溝と、
、前記溝の底部に形成され、前記ドリフト領域と異なる材料からなる異種材領域と、
前記異種材領域の上面と前記溝の上部側面に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記溝の上部に形成されたゲート電極と、
前記ウェル領域および前記ソース領域に接続されたソース電極と、
前記半導体基板の他方の主面に接続されたドレイン電極と
を備えた半導体装置の製造方法において、
前記ドリフト領域よりも熱酸化速度が速い埋め込み材を前記溝に埋設する第1の工程と、
前記溝の開口部よりも狭く前記溝の開口部の内側に位置合わせされた開口部を有するマスクを前記埋め込み材の上面に形成する第2の工程と、
前記マスクを介して前記埋め込み材を選択的に除去する第3の工程と、
前記溝の上部に埋設された前記埋め込み材を選択的に熱酸化して、前記溝の上部に前記埋め込み材の酸化膜を形成する第4の工程と、
前記埋め込み材の酸化膜を除去して前記溝の底部に埋め込み材を残し、前記埋め込み材で前記異種材領域を形成する第5の工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第3の工程は、ウェットエッチングにより埋め込み材の酸化膜を除去する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第5の工程は、ウェットエッチングにより埋め込み材の酸化膜を除去する
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記溝の開口部の幅と前記マスクの開口部の幅との差は、前記第5の工程で前記溝の底部に残る前記埋め込み材の高さよりも小さい
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第3の工程は、異方性エッチングにより埋め込み材を選択的に除去する
ことを特徴とする請求項2または5に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記埋め込み材は、前記ドリフト領域との接合面でヘテロ接合を形成する材料で構成される
ことを特徴とする請求項2,4〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記埋め込み材の熱酸化速度は、前記ドリフト領域の熱酸化速度よりも10倍以上速い
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ドリフト領域は、炭化珪素で構成され、前記埋め込み材は、多結晶シリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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