JP6064977B2 - 炭化珪素半導体装置 - Google Patents
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Description
まず、この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置1aの構成を説明する。図2は、この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置1aを示す断面図である。ここでは、炭化珪素半導体装置1aの一例として、トレンチゲート型MOSFETについて説明する。また、以下では、n型を第1導電型、p型を第2導電型として説明する。
図10〜図12は、それぞれ、この発明の実施の形態2における炭化珪素半導体装置1aの製造方法の一部を示す断面図である。図10において図5と同じ符号を付けたもの、図11において図6と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態1とは、炭化珪素ソース層8となる部位をエピタキシャル成長によって形成する点が相違している。
図14および図15は、それぞれ、この発明の実施の形態3における炭化珪素半導体装置1aの製造方法の一部を示す断面図である。図14および図15において図12と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態2とは、ベースコンタクト領域28の設け方が相違している。
図16は、この発明の実施の形態4における炭化珪素半導体装置1bを示す断面図である。図16において、図2と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態1とは、ゲート絶縁膜18のトレンチ13の底面17に形成された部位と接触するように、炭化珪素ドリフト層6に、p型のゲート絶縁膜保護層31を形成した構成が相違している。
図19は、この発明の実施の形態5における炭化珪素半導体装置1cを示す断面図である。図19において、図2と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態1とは、炭化珪素ベース層7が、ゲート絶縁膜18と接触して形成された第1ベース領域36と、ゲート絶縁膜18と接触しないように形成された第2ベース領域37と、を有し、第1ベース領域36の不純物濃度が、第2ベース領域37の不純物濃度よりも低く設定された構成が相違している。
図22は、この発明の実施の形態5における炭化珪素半導体装置1dを示す断面図である。図22において、図2、図16および図19と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態1、4および5とは、第1保護領域32および第2保護領域33を有するゲート絶縁膜保護層31を設け、かつ、炭化珪素ベース層7に第1ベース領域36および第2ベース領域37を設けた構成が相違している。
2 炭化珪素基板
3 炭化珪素基板の一方の面
6 炭化珪素ドリフト層
7 炭化珪素ベース層
8 炭化珪素ソース層
11 第1ソース領域
12 第2ソース領域
13 トレンチ
16 トレンチの側面
17 トレンチの底面
18 ゲート絶縁膜
23 ソース電極
31 ゲート絶縁膜保護層
32 第1保護領域
33 第2保護領域
36 第1ベース領域
37 第2ベース領域
Claims (9)
- 一方の面の面方位が(0001)面である炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の前記一方の面上に形成された第1導電型の炭化珪素ドリフト層と、
前記炭化珪素ドリフト層の表面を含む箇所に形成された第2導電型の炭化珪素ベース層と、
前記炭化珪素ベース層の表面を含む箇所に形成された第1導電型の炭化珪素ソース層と、
前記炭化珪素ソース層の表面から前記炭化珪素ベース層を貫通して形成され、(11−20)面を側面とする凹部と、
前記凹部の側面および底面に形成されたゲート絶縁膜と、
前記凹部の内部を満たすように、前記ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記炭化珪素ソース層と接触して形成されたソース電極と、
前記凹部の底面に形成された前記ゲート絶縁膜と接触して、前記炭化珪素ドリフト層に形成された第2導電型のゲート絶縁膜保護層と、を備え、
前記炭化珪素ソース層は、
前記ゲート絶縁膜と接触して形成された第1ソース領域と、
前記ソース電極と接触し、かつ前記ゲート絶縁膜と離れて形成され、不純物濃度が前記第1ソース領域の不純物濃度より高く設定された第2ソース領域と、を有し、
前記ゲート絶縁膜保護層は、
前記ゲート絶縁膜と接触して形成された第1保護領域と、
前記第1保護領域よりも深い部位に形成され、不純物濃度が前記第1保護領域の不純物濃度よりも高く設定された第2保護領域と、を有すること
を特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 前記第1ソース領域の不純物濃度は、前記炭化珪素ベース層の不純物濃度よりも低く設定された請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記炭化珪素ベース層は、
前記ゲート絶縁膜と接触して形成され、前記第1ソース領域の下部に位置する第1ベース領域と、
前記ゲート絶縁膜と離れて形成され、前記第2ソース領域の下部に位置し、不純物濃度が前記第1ベース領域の不純物濃度よりも高く設定された第2ベース領域と、を有すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の炭化珪素半導体装置。 - 前記第1ベース領域の底面の深さと、前記第2ベース領域の底面の深さとが同じであることを特徴とする請求項3に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記第2保護領域は、第2導電型の不純物濃度が1×1017cm−3以上1×1019cm−3以下であること
を特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。 - 前記第1ソース領域の底面の深さと、前記第2ソース領域の底面の深さとが同じであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記第2ソース領域は、第1導電型の不純物濃度が1×1018cm−3以上1×1021cm−3以下であること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。 - 前記炭化珪素ソース層は、不純物濃度の異なる3つ以上の領域からなること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。 - 前記ゲート絶縁膜は、酸化珪素を主成分とすることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。
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