JP7276407B2 - 炭化珪素半導体装置 - Google Patents
炭化珪素半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7276407B2 JP7276407B2 JP2021183093A JP2021183093A JP7276407B2 JP 7276407 B2 JP7276407 B2 JP 7276407B2 JP 2021183093 A JP2021183093 A JP 2021183093A JP 2021183093 A JP2021183093 A JP 2021183093A JP 7276407 B2 JP7276407 B2 JP 7276407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- type
- carbide semiconductor
- semiconductor device
- region
- 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
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
の発生およびその面積拡大を抑制している。
図1は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。実施の形態1では、炭化珪素半導体装置が、MOSFETの場合を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置は、n+型炭化珪素半導体基板(第1導電型の半導体基板)1の第1主面(おもて面)、例えば(0001)面(Si面)、にn型境界層2、n-型ドリフト層(第1導電型の第1半導体層)3が堆積されている。
次に、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図5は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造の一部を示すフローチャートである。図6~図8は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である。図5では、本発明のプロトン照射に関する工程を詳しく記載している。
図9は、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。実施の形態2にかかる炭化珪素半導体装置が実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置と異なる点は、n-型ドリフト層3にもプロトンが注入されていることである。
実施の形態2にかかる炭化珪素半導体装置は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法において、炭化珪素半導体基体の第1主面側(p+型ベース領域4側)からn+型炭化珪素半導体基板1とn型境界層2との界面近傍にプロトンを照射する前、または、照射後、n-型ドリフト層3にもプロトンを照射することで製造される。
実施の形態3にかかる炭化珪素半導体装置の構造は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の構造と同様であるために記載は省略する。実施の形態3にかかる炭化珪素半導体装置が実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置と異なる点は、裏面からプロトンが注入されていることである。
図14は、実施の形態3にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。実施の形態3にかかる炭化珪素半導体装置は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法において、n+型炭化珪素半導体基板1とn型境界層2との界面近傍にプロトンを照射する際に、図14の矢印Cのようにn+型炭化珪素半導体基板1の第2主面(裏面、すなわち炭化珪素半導体基体の裏面)から、プロトンを照射することで製造される。
図17は、実施の形態4にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。実施の形態4にかかる炭化珪素半導体装置が実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置と異なる点は、プロトンの代わりにヘリウム(He)が注入されていることである。
実施の形態4にかかる炭化珪素半導体装置は、実施の形態4にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法において、炭化珪素半導体基体の第1主面側(p+型ベース領域4側)からn+型炭化珪素半導体基板1とn型境界層2との界面近傍にプロトンを照射する代わりに、ヘリウムを照射することで製造される。ヘリウムは、例えば、3.5MeVの加速電圧で照射する。
図20は、実施の形態5にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。実施の形態5では、炭化珪素半導体装置が、IGBTの場合を示す。図20に示すように、p型炭化珪素半導体基板16が設けられ、p+型ベース領域4の内部には、基体第1主面側にn+型エミッタ領域17が選択的に設けられている。
実施の形態5にかかる炭化珪素半導体装置は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法において、n+型炭化珪素半導体基板1とn型境界層2との界面近傍にプロトンを照射する前、または、照射した後に、n-型ドリフト層3とp+型ベース領域4との界面近傍にプロトンを照射することで製造される。
図24は、実施の形態6にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。実施の形態6にかかる炭化珪素半導体装置が実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置と異なる点は、ゲート絶縁膜5にもプロトンが注入されていることである。
実施の形態6にかかる炭化珪素半導体装置は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法において、炭化珪素半導体基体の第1主面側(p+型ベース領域4側)からn+型炭化珪素半導体基板1とn型境界層2との界面近傍にプロトンを照射する前、または、照射後、ゲート絶縁膜5にもプロトンを照射することで製造される。
図27は、実施例の炭化珪素半導体装置のプロトン濃度を示すグラフである。また、図28は、実施例の炭化珪素半導体装置のホール密度を示すグラフである。また、図29は、従来例の炭化珪素半導体装置のホール密度を示すグラフである。図27において、縦軸はプロトン濃度を示し、単位は/cm3である。また、横軸はn-型ドリフト層3の表面からの深さを示し、単位はμmである。図28、図29において、縦軸はホール密度を示し、単位は/cm3である。また、横軸はn-型ドリフト層3の表面からの深さを示し、単位はμmである。
2 n型境界層
3、103 n-型ドリフト層
4、104 p+型ベース領域
5、105 ゲート絶縁膜
6、106 ゲート電極
7、107 p+型コンタクト領域
8、108 n+型ソース領域
9、109 層間絶縁膜
10、110 ソース電極
15、115 トレンチ
16 p型炭化珪素半導体基板
17 n+型エミッタ領域
18 エミッタ電極
102 高濃度n型エピタキシャル層
111 基底面転位
112 積層欠陥
113 三角積層欠陥
114 帯状積層欠陥
Claims (2)
- 第2導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた、第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側に設けられた、第2導電型の第2半導体層と、
前記第2半導体層の、前記第1半導体層に対して反対側の表面層に選択的に設けられた、前記第1半導体層より高不純物濃度の第1導電型の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域と前記第1半導体層とに挟まれた前記第2半導体層の表面上の少なくとも一部にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
を備え、
前記半導体基板の、前記第1半導体層側の表面から所定の深さの第1領域、前記第1半導体層の、前記半導体基板側の表面から所定の深さの第2領域、前記第1半導体層の、前記第2半導体層側の表面から所定の深さの第3領域、および、前記第2半導体層の、前記第1半導体層側の表面から所定の深さの第4領域にプロトンが注入され、
前記半導体基板の、前記第1半導体層側の表面から2μm以上の前記第1領域、および、前記第1半導体層の、前記半導体基板側の表面から3μm以上の前記第2領域に、1×10 13 /cm 3 以上1×10 15 /cm 3 以下の濃度のプロトンが注入されていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 前記第1領域および前記第2領域の厚さより、前記第3領域および前記第4領域の厚さが薄いことを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021183093A JP7276407B2 (ja) | 2017-11-28 | 2021-11-10 | 炭化珪素半導体装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017228293A JP7052322B2 (ja) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 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 |
JP2021183093A JP7276407B2 (ja) | 2017-11-28 | 2021-11-10 | 炭化珪素半導体装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017228293A Division JP7052322B2 (ja) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022017550A JP2022017550A (ja) | 2022-01-25 |
JP7276407B2 true JP7276407B2 (ja) | 2023-05-18 |
Family
ID=87852287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021183093A Active JP7276407B2 (ja) | 2017-11-28 | 2021-11-10 | 炭化珪素半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7276407B2 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005276953A (ja) | 2004-03-23 | 2005-10-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイポーラ型SiC半導体装置及びその製造方法 |
JP2011503889A (ja) | 2007-11-14 | 2011-01-27 | アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー | 逆導電絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを製造するための方法 |
WO2012056536A1 (ja) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2013074181A (ja) | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toyota Motor Corp | 半導体装置とその製造方法 |
JP2013102111A (ja) | 2011-10-17 | 2013-05-23 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2014090072A (ja) | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Fuji Electric Co Ltd | 逆阻止mos型半導体装置及びその製造方法 |
WO2016039071A1 (ja) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2017168506A (ja) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2021
- 2021-11-10 JP JP2021183093A patent/JP7276407B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005276953A (ja) | 2004-03-23 | 2005-10-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイポーラ型SiC半導体装置及びその製造方法 |
JP2011503889A (ja) | 2007-11-14 | 2011-01-27 | アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー | 逆導電絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを製造するための方法 |
WO2012056536A1 (ja) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2013074181A (ja) | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toyota Motor Corp | 半導体装置とその製造方法 |
JP2013102111A (ja) | 2011-10-17 | 2013-05-23 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2014090072A (ja) | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Fuji Electric Co Ltd | 逆阻止mos型半導体装置及びその製造方法 |
WO2016039071A1 (ja) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2017168506A (ja) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022017550A (ja) | 2022-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7052322B2 (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 | |
WO2018092788A1 (ja) | 半導体装置 | |
US20210183995A1 (en) | Superjunction silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing superjunction silicon carbide semiconductor device | |
JP6880669B2 (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 | |
JP6658137B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
CN104779278A (zh) | 双极半导体器件及其制造方法 | |
JP2018133377A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP6621925B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP7263740B2 (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 | |
WO2016204098A1 (ja) | 半導体装置 | |
CN108604600B (zh) | 碳化硅半导体装置及其制造方法 | |
JP2018206873A (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 | |
JP2019003969A (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 | |
US20150008478A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
US7859051B2 (en) | Semiconductor device with a reduced band gap and process | |
US8994034B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2019029501A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
CN114447098A (zh) | 半导体装置及半导体装置的制造方法 | |
JP2008112774A (ja) | ワイドバンドギャップ半導体を用いた絶縁ゲート型半導体装置およびその製造方法 | |
JP5028749B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP7310184B2 (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 | |
JP7276407B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP2022038594A (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 | |
JP2022120263A (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP7106882B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221101 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221226 |
|
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: 20230404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230417 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7276407 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |