JP6283122B2 - 半導体スイッチング素子および炭化珪素半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図10は、n型4H−SiC[000−1]方向から[−1−120]方向へオフした方向にAlをイオン注入した場合における冶金学的境界のモンテカルロシミュレーション結果である。
図11Kは、本実施例に係わる炭化珪素半導体装置であるSiC−MOSFETの構造を示した断面図である。図11Lはドリフト領域表面とp型のベース領域の冶金学的境界とがなす角度を示した断面図である。
[半導体装置の製造方法]
次に上記SiC−MOSFETの製造方法について説明する。
ベースコンタクト領域11へのイオン注入は、基板に垂直でよい。
図13Kは、本実施例に係わる炭化珪素半導体装置であるSiC−MOSFETの構造を示した断面図である。図13Lはドリフト領域表面とp型のベース領域の冶金学的境界とがなす角度を示した断面図である。
[半導体装置の製造方法]
次に上記SiC−MOSFETの製造方法について説明する。
図14Kは、本実施例に係わる炭化珪素半導体装置であるSiC−MOSFETの構造を示した断面図である。図14Lはドリフト領域表面とp型のベース領域の冶金学的境界とがなす角度を示した断面図である。
[半導体装置の製造方法]
次に上記SiC−MOSFETの製造方法について説明する。
2 炭化珪素層
10 ベース領域
11 ベースコンタクト領域
20 ソース領域
21 ドレイン領域
30 マスク
32 ゲート絶縁膜
33 層間膜
40 ゲート材料膜
41 ソースベースコンタクト共通電極
42 ドレインコンタクト電極
51 ソースベース共通コンタクト
52 ドレインコンタクト
60 電界緩和領域
100 第一のベース領域
101 第二のベース領域
301 負荷
302 パワーモジュール
303 制御回路
304 SiC-MOSFET
305 ダイオード
306〜312 端子
401 負荷
402 パワーモジュール
403 制御回路
404 SiC-MOSFET
405〜411 端子
501a 駆動輪
501b 駆動輪
502 駆動軸
503 3相モータ
504 インバータ
505 バッテリ
506 電力ライン
507 電力ライン
508 昇圧コンバータ
509 リレー
510 電子制御ユニット
511 リアクトル
512 平滑用コンデンサ
513 インバータ
514 SiC-MOSFET
601 負荷
602 インバータ
607 コンバータ
608 キャパシタ
609 トランス
OW 架線
PG パンタグラフ
RT 線路
WH 車輪
Claims (3)
- 第1導電型のSiC半導体基板と、
前記SiC半導体基板上に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域の表層に間隔を開けて形成された第1及び第2の単位セルと、
前記第1及び第2の単位セルに跨るように形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極を備え、
前記単位セルの其々は、
第2導電型のベース領域と、
前記ベース領域において表層にそのベース領域に囲まれるように形成された第1導電型のソース領域と、を有し、
前記ゲート絶縁膜は、
前記第1の単位セルの前記ソース領域の少なくとも一部、前記ベース領域の少なくとも一部、に被るように形成され、
前記第2の単位セルの前記ソース領域の少なくとも一部、前記ベース領域の少なくとも一部、に被るように形成され、
前記ドリフト領域の少なくとも一部、に被る様に形成されており、
前記ゲート絶縁膜下における、前記ベース領域のオフ方向に沿った断面形状は、
前記ベース領域の、前記オフ方向と反対方向の、第2導電型の不純物注入領域の冶金学的境界の水平方向拡がり端において、
前記ドリフト領域の表面近傍における、前記ドリフト領域と前記第2導電型の不純物注入領域の冶金学的境界がなす角度が90度未満となり、
前記ゲート電極下における、前記第2導電型の不純物注入領域である前記ベース領域の水平方向拡がりが、アップステップ側の前記単位セルとダウンステップ側の前記単位セルとで、対称となることを特徴とする半導体スイッチング素子。 - 前記SiC半導体基板がn型4H−SiC半導体基板であり、表面が(0001)面から[11−20]方向へ2度〜8度オフしたことを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子。
- 前記ベース領域は、前記第2導電型の不純物を前記SiC半導体基板表面に対して斜め方向に注入して形成されたことを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子。
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