JP7318553B2 - Method for manufacturing switching element - Google Patents

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本明細書に開示の技術は、スイッチング素子の製造方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a method for manufacturing a switching element.

特許文献1に開示のスイッチング素子は、半導体基板の表面に設けられたトレンチを有している。トレンチ内に、ゲート電極が設けられている。トレンチは、p型のボディ領域を貫通してn型のドリフト領域まで達している。トレンチの底面に接する位置に、底部p型領域が設けられている。底部p型領域を設けることで、スイッチング素子の高耐圧化を図ることができる。 A switching element disclosed in Patent Document 1 has a trench provided on the surface of a semiconductor substrate. A gate electrode is provided in the trench. The trench extends through the p-type body region to the n-type drift region. A bottom p-type region is provided in contact with the bottom surface of the trench. By providing the bottom p-type region, it is possible to increase the withstand voltage of the switching element.

特開2005-252204号公報JP 2005-252204 A

特許文献1のスイッチング素子の製造方法では、まず、ドリフト領域上にボディ領域を形成する。次に、半導体基板の表面に、ボディ領域を貫通してドリフト領域に達するトレンチを形成する。次に、トレンチの底面にp型不純物を注入して、トレンチの底面に接する位置に底部p型領域を形成する。その後、トレンチ内にゲート絶縁膜とゲート電極を形成する。この製造方法では、トレンチの底面にp型不純物を注入するときに、トレンチの側面にもp型不純物が注入される。その結果、トレンチの側面近傍のボディ領域に結晶欠陥が形成される。トレンチの側面近傍のボディ領域は、スイッチング素子がオンするときにチャネルが形成される領域である。この領域に結晶欠陥が形成されると、チャネル抵抗が増大する。本明細書では、底部p型領域を有するスイッチング素子の製造方法であって、トレンチの側面近傍のボディ領域に結晶欠陥が形成されることを抑制可能な製造方法を提案する。 In the manufacturing method of the switching element of Patent Document 1, first, a body region is formed on the drift region. Next, a trench is formed in the surface of the semiconductor substrate to reach the drift region through the body region. Next, a p-type impurity is implanted into the bottom surface of the trench to form a bottom p-type region in contact with the bottom surface of the trench. After that, a gate insulating film and a gate electrode are formed in the trench. In this manufacturing method, when the p-type impurity is implanted into the bottom surface of the trench, the p-type impurity is also implanted into the side surface of the trench. As a result, crystal defects are formed in the body region near the sidewalls of the trench. A body region near the side of the trench is a region where a channel is formed when the switching element is turned on. The formation of crystal defects in this region increases the channel resistance. This specification proposes a manufacturing method of a switching element having a bottom p-type region, which is capable of suppressing the formation of crystal defects in the body region near the side surface of the trench.

スイッチング素子の製造方法であって、n型半導体層を有する半導体基板の前記n型半導体層が露出する表面に第1トレンチを形成する工程と、前記第1トレンチを埋め込むように前記第1トレンチ内と前記n型半導体層上にp型半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、前記第1トレンチの上部の前記半導体基板の前記表面に前記第1トレンチよりも幅が広い第2トレンチを形成することによって前記第2トレンチの下部の前記p型半導体層を前記n型半導体層上の前記p型半導体層から分離する工程と、前記第2トレンチ内にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第2トレンチ内に前記ゲート絶縁膜によって前記n型半導体層及び前記p型半導体層から絶縁されたゲート電極を形成する工程、を有する。 A method for manufacturing a switching element, comprising: forming a first trench in a surface of a semiconductor substrate having an n-type semiconductor layer where the n-type semiconductor layer is exposed; and epitaxially growing a p-type semiconductor layer on the n-type semiconductor layer; and forming a second trench wider than the first trench in the surface of the semiconductor substrate above the first trench. separating the p-type semiconductor layer under the second trench from the p-type semiconductor layer on the n-type semiconductor layer; forming a gate insulating film in the second trench; forming a gate electrode insulated from the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer by the gate insulating film.

この製造方法では、第1トレンチ内とn型半導体層上にp型半導体層をエピタキシャル成長させ、その後、第2トレンチを形成することによって第2トレンチの下部のp型半導体層をn型半導体層上のp型半導体層から分離する。第2トレンチの下部のp型半導体層は、底部p型領域となる。また、n型半導体層上のp型半導体層は、ボディ領域となる。この製造方法では、イオン注入ではなくエピタキシャル成長によって底部p型領域を形成するので、底部p型領域を形成するときにボディ領域にイオンが注入されない。したがって、トレンチの側面近傍のボディ領域に結晶欠陥が形成されることを抑制できる。 In this manufacturing method, a p-type semiconductor layer is epitaxially grown in the first trench and on the n-type semiconductor layer, and then a second trench is formed so that the p-type semiconductor layer below the second trench is grown on the n-type semiconductor layer. is separated from the p-type semiconductor layer of The p-type semiconductor layer below the second trench becomes the bottom p-type region. Also, the p-type semiconductor layer on the n-type semiconductor layer becomes a body region. In this manufacturing method, the bottom p-type region is formed by epitaxial growth rather than by ion implantation, so ions are not implanted into the body region when forming the bottom p-type region. Therefore, it is possible to suppress the formation of crystal defects in the body region near the side surfaces of the trench.

FETの断面図。Sectional drawing of FET. 実施例1の製造方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing method of Example 1; 実施例1の製造方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing method of Example 1; 実施例1の製造方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing method of Example 1; 実施例1の製造方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing method of Example 1; 実施例1の製造方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing method of Example 1; 実施例2の製造方法の説明図。Explanatory drawing of the manufacturing method of Example 2. FIG. 実施例2の製造方法の説明図。Explanatory drawing of the manufacturing method of Example 2. FIG. 実施例2の製造方法の説明図。Explanatory drawing of the manufacturing method of Example 2. FIG.

本明細書が開示する技術の付加的な特徴について、以下に列記する。なお、以下に列記された各特徴は、それぞれ独立して有用なものである。 Additional features of the technology disclosed herein are listed below. Each feature listed below is independently useful.

本明細書が開示する一例の製造方法では、前記p型半導体層をエピタキシャル成長させる前記工程の後に、前記p型半導体層上に第2n型半導体層をエピタキシャル成長させる工程をさらに有していてもよい。第2トレンチを形成する工程では、前記第2n型半導体層を貫通するように前記第2トレンチを形成する。 An example manufacturing method disclosed in this specification may further include a step of epitaxially growing a second n-type semiconductor layer on the p-type semiconductor layer after the step of epitaxially growing the p-type semiconductor layer. In forming a second trench, the second trench is formed so as to penetrate the second n-type semiconductor layer.

この構成によれば、第2n型半導体層を、電子供給層(例えば、ソース領域)として機能させることができる。 According to this configuration, the second n-type semiconductor layer can function as an electron supply layer (for example, source region).

本明細書が開示する一例の製造方法では、前記p型半導体層をエピタキシャル成長させる工程から前記第2n型半導体層をエピタキシャル成長させる工程までを共通のチャンバ内で実施してもよい。 In one example of the manufacturing method disclosed in this specification, the step of epitaxially growing the p-type semiconductor layer to the step of epitaxially growing the second n-type semiconductor layer may be performed in a common chamber.

この構成によれば、より高品質なp型半導体層と第2n型半導体層を形成することができる。 According to this configuration, the p-type semiconductor layer and the second n-type semiconductor layer can be formed with higher quality.

図1は、実施形態の製造方法によって製造されるFET(field effect transistor)10を示している。FET10は、炭化シリコン基板12(以下、SiC基板12という)を有している。SiC基板12の上面に、トレンチ14が形成されている。なお、図1では、1つのトレンチ14のみを示しているが、SiC基板12の上面には複数のトレンチ14が形成されている。トレンチ14の内面は、ゲート絶縁膜16によって覆われている。トレンチ14内に、ゲート電極18が配置されている。ゲート電極18は、ゲート絶縁膜16によってSiC基板12から絶縁されている。ゲート電極18の上面は、層間絶縁膜20によって覆われている。SiC基板12の上面と層間絶縁膜20の表面は、ソース電極22によって覆われている。ゲート電極18は、層間絶縁膜20によってソース電極22から絶縁されている。SiC基板12の下面は、ドレイン電極24によって覆われている。 FIG. 1 shows an FET (field effect transistor) 10 manufactured by the manufacturing method of the embodiment. The FET 10 has a silicon carbide substrate 12 (hereinafter referred to as SiC substrate 12). A trench 14 is formed in the upper surface of the SiC substrate 12 . Although only one trench 14 is shown in FIG. 1 , a plurality of trenches 14 are formed in the upper surface of the SiC substrate 12 . The inner surface of trench 14 is covered with gate insulating film 16 . A gate electrode 18 is arranged in the trench 14 . Gate electrode 18 is insulated from SiC substrate 12 by gate insulating film 16 . An upper surface of the gate electrode 18 is covered with an interlayer insulating film 20 . The upper surface of SiC substrate 12 and the surface of interlayer insulating film 20 are covered with source electrode 22 . Gate electrode 18 is insulated from source electrode 22 by interlayer insulating film 20 . The lower surface of SiC substrate 12 is covered with drain electrode 24 .

SiC基板12は、ソース領域30、コンタクト領域32、ボディ領域34、ドリフト領域36、底部p型領域38、及び、ドレイン領域40を有している。ソース領域30は、n型領域であり、ソース電極22とゲート絶縁膜16に接している。コンタクト領域32は、p型領域であり、ソース電極22に接している。ボディ領域34は、コンタクト領域32よりもp型不純物濃度が低いp型領域である。ボディ領域34は、ソース領域30とコンタクト領域32の下側に配置されている。ボディ領域34は、ソース領域30の下側でゲート絶縁膜16に接している。ドリフト領域36は、n型領域であり、ボディ領域34の下側に配置されている。ドリフト領域36は、ボディ領域34によってソース領域30から分離されている。ドリフト領域36は、ボディ領域34の下側でゲート絶縁膜16に接している。底部p型領域38は、トレンチ14の底面でゲート絶縁膜16に接している。底部p型領域38は、周囲をドリフト領域36によって囲まれている。底部p型領域38は、ドリフト領域36によってボディ領域34から分離されている。ドレイン領域40は、ドリフト領域36よりもn型不純物濃度が高いn型領域である。ドレイン領域40は、ドリフト領域36の下側に配置されている。ドレイン領域40は、ドレイン電極24に接している。 SiC substrate 12 has source region 30 , contact region 32 , body region 34 , drift region 36 , bottom p-type region 38 and drain region 40 . Source region 30 is an n-type region and is in contact with source electrode 22 and gate insulating film 16 . Contact region 32 is a p-type region and is in contact with source electrode 22 . The body region 34 is a p-type region having a p-type impurity concentration lower than that of the contact region 32 . Body region 34 is located below source region 30 and contact region 32 . Body region 34 is in contact with gate insulating film 16 below source region 30 . Drift region 36 is an n-type region and is arranged below body region 34 . Drift region 36 is separated from source region 30 by body region 34 . The drift region 36 is in contact with the gate insulating film 16 below the body region 34 . Bottom p-type region 38 is in contact with gate insulating film 16 at the bottom of trench 14 . Bottom p-type region 38 is surrounded by drift region 36 . Bottom p-type region 38 is separated from body region 34 by drift region 36 . The drain region 40 is an n-type region having a higher n-type impurity concentration than the drift region 36 . Drain region 40 is located below drift region 36 . The drain region 40 contacts the drain electrode 24 .

FET10の使用時には、ドレイン電極24にソース電極22よりも高い電位が印加される。ゲート電極18にゲート閾値以上の電位が印加されると、ゲート絶縁膜16近傍のボディ領域34にチャネルが形成される。その結果、電子が、ソース領域30からチャネルとドリフト領域36を介してドレイン領域40へ流れる。すなわち、FET10がオンする。ゲート電極18の電位をゲート閾値未満まで低下させると、チャネルが消失し、FET10がオフする。FET10がオフすると、ボディ領域34からドリフト領域36に空乏層が広がる。また、底部p型領域38からもドリフト領域36に空乏層が広がる。このようにドリフト領域36内に空乏層が広がることで、ドリフト領域36の絶縁性が確保される。このFETでは、底部p型領域38からドリフト領域36に空乏層が広がるので、トレンチ14の下端近傍における電解集中が抑制される。したがって、FET10は高い耐電圧性能を有する。 When the FET 10 is in use, a potential higher than that of the source electrode 22 is applied to the drain electrode 24 . When a potential equal to or higher than the gate threshold is applied to the gate electrode 18, a channel is formed in the body region 34 near the gate insulating film 16. FIG. As a result, electrons flow from source region 30 through channel and drift region 36 to drain region 40 . That is, the FET 10 is turned on. When the potential of gate electrode 18 is lowered below the gate threshold, the channel disappears and FET 10 is turned off. When FET 10 is turned off, a depletion layer spreads from body region 34 to drift region 36 . A depletion layer also extends from the bottom p-type region 38 to the drift region 36 . By spreading the depletion layer in the drift region 36 in this way, the insulation of the drift region 36 is ensured. In this FET, since the depletion layer spreads from the bottom p-type region 38 to the drift region 36, electric field concentration near the lower end of the trench 14 is suppressed. Therefore, the FET 10 has high withstand voltage performance.

次に、FET10を製造する実施例1の方法について説明する。実施例1の製造方法では、まず、図2に示すように、ドレイン領域40上にドリフト領域36が積層されたSiC基板12を準備する。例えば、ドレイン領域40上にドリフト領域36をエピタキシャル成長させることで、図2のSiC基板12を得ることができる。 Next, the method of Example 1 for manufacturing the FET 10 will be described. In the manufacturing method of Example 1, first, as shown in FIG. 2, the SiC substrate 12 in which the drift region 36 is laminated on the drain region 40 is prepared. For example, the SiC substrate 12 of FIG. 2 can be obtained by epitaxially growing the drift region 36 on the drain region 40 .

次に、図3に示すように、SiC基板12の上面を選択的にエッチングすることによって、SiC基板12の上面にトレンチ50を形成する。ここでは、トレンチ50がドレイン領域40に達しないようにトレンチ50を形成する。 Next, as shown in FIG. 3, trenches 50 are formed in the upper surface of SiC substrate 12 by selectively etching the upper surface of SiC substrate 12 . Here, trench 50 is formed so that trench 50 does not reach drain region 40 .

次に、図4に示すように、トレンチ50の内面とドリフト領域36の上面にSiCによって構成されたp型半導体層52をエピタキシャル成長させる。ここでは、トレンチ50の内部がp型半導体層52で隙間なく埋め込まれるようにp型半導体層52を形成する。 Next, as shown in FIG. 4, a p-type semiconductor layer 52 made of SiC is epitaxially grown on the inner surface of the trench 50 and the upper surface of the drift region 36 . Here, the p-type semiconductor layer 52 is formed so that the inside of the trench 50 is filled with the p-type semiconductor layer 52 without gaps.

次に、p型半導体層52の表層部(SiC基板12の上面を構成する部分)にn型及びp型の不純物を選択的にイオン注入する。これによって、図5に示すように、p型半導体層52の表層部に、n型のソース領域30と高濃度のp型のコンタクト領域32を形成する。 Next, n-type and p-type impurity ions are selectively implanted into the surface layer portion of the p-type semiconductor layer 52 (the portion constituting the upper surface of the SiC substrate 12). As a result, as shown in FIG. 5, the n-type source region 30 and the high-concentration p-type contact region 32 are formed in the surface layer portion of the p-type semiconductor layer 52 .

次に、図6に示すように、SiC基板12の上面を選択的にエッチングすることによって、SiC基板12の上面にトレンチ14を形成する。ここでは、トレンチ50の上部のSiC基板12の上面にトレンチ14を形成する。また、トレンチ14の幅がトレンチ50の幅よりも広くなるように、トレンチ14を形成する。また、トレンチ14がソース領域30を貫通するとともに、トレンチ14の下部にp型半導体層52(より詳細には、トレンチ50内に形成されたp型半導体層52)が残存するようにトレンチ14を形成する。このようにトレンチ14を形成することで、p型半導体層52が、トレンチ14の下部の部分と、トレンチ14に対して横方向で隣接する部分(すなわち、ドリフト領域36の上面上に形成された部分)に分離される。トレンチ14の下部のp型半導体層52は、底部p型領域38である。また、トレンチ14に対して横方向で隣接するp型半導体層52は、ボディ領域34である。 Next, as shown in FIG. 6, trenches 14 are formed in the upper surface of SiC substrate 12 by selectively etching the upper surface of SiC substrate 12 . Here, trenches 14 are formed in the upper surface of SiC substrate 12 above trenches 50 . Also, the trench 14 is formed so that the width of the trench 14 is wider than the width of the trench 50 . Further, the trench 14 is formed so that the trench 14 penetrates the source region 30 and the p-type semiconductor layer 52 (more specifically, the p-type semiconductor layer 52 formed in the trench 50) remains under the trench 14. Form. By forming the trenches 14 in this way, the p-type semiconductor layer 52 is formed on the lower portion of the trenches 14 and the portions laterally adjacent to the trenches 14 (that is, on the upper surface of the drift region 36). part). The p-type semiconductor layer 52 at the bottom of the trench 14 is the bottom p-type region 38 . The p-type semiconductor layer 52 laterally adjacent to the trench 14 is the body region 34 .

次に、図1に示すように、トレンチ14内にゲート絶縁膜16とゲート電極18を形成する。次に、ゲート電極18上に、層間絶縁膜20を形成する。次に、SiC基板12の上面と層間絶縁膜20を覆うようにソース電極22を形成する。次に、SiC基板12の下面に、ドレイン電極24を形成する。以上の工程によって、図1に示すFET10が完成する。 Next, as shown in FIG. 1, a gate insulating film 16 and a gate electrode 18 are formed within the trench 14 . Next, an interlayer insulating film 20 is formed on the gate electrode 18 . Next, source electrode 22 is formed to cover the upper surface of SiC substrate 12 and interlayer insulating film 20 . Next, a drain electrode 24 is formed on the lower surface of the SiC substrate 12 . Through the above steps, the FET 10 shown in FIG. 1 is completed.

上述したように、実施例1の製造方法では、底部p型領域38を、イオン注入ではなくエピタキシャル成長によって形成する。このため、この製造方法では、トレンチ14の底面にイオンを注入する工程が存在しない。したがって、トレンチ14の側面にもイオンが注入されない。このため、トレンチ14の側面近傍のボディ領域34(すなわち、チャネルが形成される領域)への結晶欠陥の形成が抑制される。したがって、この製造方法により製造されたFET10は、チャネル抵抗が低い。また、結晶欠陥に起因するゲート閾値のばらつきも抑制される。 As described above, in the manufacturing method of Example 1, the bottom p-type region 38 is formed by epitaxial growth instead of ion implantation. Therefore, in this manufacturing method, there is no step of implanting ions into the bottom surface of trench 14 . Therefore, ions are not implanted into the side surfaces of the trench 14 either. Therefore, the formation of crystal defects in the body region 34 (that is, the region where the channel is formed) near the side surface of the trench 14 is suppressed. Therefore, the FET 10 manufactured by this manufacturing method has a low channel resistance. In addition, variations in gate threshold value due to crystal defects are also suppressed.

また、従来の製造方法(トレンチの底部にイオン注入することによって底部p型領域を形成する製造方法)では、底部p型領域、ボディ領域に対してそれぞれイオン注入を行う必要があった。これに対し、実施例1の製造方法では、底部p型領域38とボディ領域34をエピタキシャル成長によって同時に形成できるので、工程数を削減することができる。 Further, in the conventional manufacturing method (manufacturing method for forming the bottom p-type region by implanting ions into the bottom of the trench), it was necessary to implant ions into the bottom p-type region and the body region respectively. In contrast, in the manufacturing method of Example 1, the bottom p-type region 38 and the body region 34 can be simultaneously formed by epitaxial growth, so the number of steps can be reduced.

次に、FET10を製造する実施例2の方法について説明する。実施例2の製造方法でも、実施例1の製造方法と同様にして、図3の状態まで加工を行う。次に、図7に示すように、トレンチ50の内面とドリフト領域36の上面にSiCによって構成されたp型半導体層52をエピタキシャル成長させる。ここでは、トレンチ50の内部がp型半導体層52で隙間なく埋め込まれるようにp型半導体層52を形成する。また、実施例2では、実施例1よりも、厚みが薄いp型半導体層52を形成する。 Next, the method of Example 2 which manufactures FET10 is demonstrated. In the manufacturing method of Example 2, processing is performed up to the state shown in FIG. 3 in the same manner as in the manufacturing method of Example 1. Next, as shown in FIG. 7, a p-type semiconductor layer 52 made of SiC is epitaxially grown on the inner surface of the trench 50 and the upper surface of the drift region 36 . Here, the p-type semiconductor layer 52 is formed so that the inside of the trench 50 is filled with the p-type semiconductor layer 52 without gaps. Moreover, in Example 2, the p-type semiconductor layer 52 having a smaller thickness than that in Example 1 is formed.

次に、図8に示すように、p型半導体層52上に、SiCによって構成されたn型半導体層54をエピタキシャル成長させる。 Next, as shown in FIG. 8, an n-type semiconductor layer 54 made of SiC is epitaxially grown on the p-type semiconductor layer 52 .

次に、図9に示すように、n型半導体層54の表面の一部にp型不純物を注入することによって、コンタクト領域32を形成する。残存したn型半導体層54が、ソース領域30である。 Next, as shown in FIG. 9, a contact region 32 is formed by implanting a p-type impurity into a portion of the surface of the n-type semiconductor layer 54 . The remaining n-type semiconductor layer 54 is the source region 30 .

その後、図6に示すように、ソース領域30を貫通するようにトレンチ14を形成し、底部p型領域38をボディ領域34から分離させる。その後、実施例1と同様に加工を行うことで、FET10が完成する。 Trench 14 is then formed through source region 30 to isolate bottom p-type region 38 from body region 34, as shown in FIG. After that, the FET 10 is completed by processing in the same manner as in the first embodiment.

以上に説明したように、実施例2の製造方法でも、底部p型領域38をエピタキシャル成長によって形成する。したがって、トレンチ14の側面近傍のボディ領域34(すなわち、チャネルが形成される領域)への結晶欠陥の形成が抑制される。このため、この製造方法により製造されたFET10は、チャネル抵抗が低い。また、結晶欠陥に起因するゲート閾値のばらつきも抑制される。 As described above, the bottom p-type region 38 is also formed by epitaxial growth in the manufacturing method of the second embodiment. Therefore, the formation of crystal defects in the body region 34 (that is, the region where the channel is formed) near the side surface of the trench 14 is suppressed. Therefore, the FET 10 manufactured by this manufacturing method has a low channel resistance. In addition, variations in gate threshold value due to crystal defects are also suppressed.

なお、実施例2では、p型半導体層52をエピタキシャル成長させる工程と、n型半導体層54をエピタキシャル成長させる工程を、共通のチャンバ内で実施することができる。すなわち、p型半導体層52をエピタキシャル成長させた後にチャンバからSiC基板12を取り出すことなく同じチャンバ内でn型半導体層54をエピタキシャル成長させることができる。これによって、高品質なp型半導体層52とn型半導体層54を形成することができる。また、p型半導体層52とn型半導体層54を一度のエピタキシャル成長工程によって形成してもよい。すなわち、エピタキシャル成長工程の途中で原料ガスをp型からn型に切り換えることによって、p型半導体層52とn型半導体層54を連続的に形成してもよい。この方法によっても、高品質なp型半導体層52とn型半導体層54を形成することができる。また、この方法によれば、工程数をさらに削減することができる。 In addition, in Example 2, the step of epitaxially growing the p-type semiconductor layer 52 and the step of epitaxially growing the n-type semiconductor layer 54 can be performed in a common chamber. That is, the n-type semiconductor layer 54 can be epitaxially grown in the same chamber without removing the SiC substrate 12 from the chamber after epitaxially growing the p-type semiconductor layer 52 . Thereby, the p-type semiconductor layer 52 and the n-type semiconductor layer 54 can be formed with high quality. Alternatively, the p-type semiconductor layer 52 and the n-type semiconductor layer 54 may be formed by one epitaxial growth process. That is, the p-type semiconductor layer 52 and the n-type semiconductor layer 54 may be formed continuously by switching the material gas from p-type to n-type during the epitaxial growth process. Also by this method, the p-type semiconductor layer 52 and the n-type semiconductor layer 54 can be formed with high quality. Moreover, according to this method, the number of steps can be further reduced.

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの1つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。 Although the embodiments have been described in detail above, they are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or in the drawings exhibit technical usefulness either singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques exemplified in this specification or drawings simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving one of them has technical utility in itself.

10 :FET
12 :SiC基板
14 :トレンチ
16 :ゲート絶縁膜
18 :ゲート電極
20 :層間絶縁膜
22 :ソース電極
24 :ドレイン電極
30 :ソース領域
32 :コンタクト領域
34 :ボディ領域
36 :ドリフト領域
38 :底部p型領域
40 :ドレイン領域
50 :トレンチ
52 :p型半導体層
54 :n型半導体層
10: FETs
12: SiC substrate 14: trench 16: gate insulating film 18: gate electrode 20: interlayer insulating film 22: source electrode 24: drain electrode 30: source region 32: contact region 34: body region 36: drift region 38: bottom p-type Region 40: drain region 50: trench 52: p-type semiconductor layer 54: n-type semiconductor layer

Claims (1)

スイッチング素子の製造方法であって、
n型半導体層を有する半導体基板の前記n型半導体層が露出する表面に第1トレンチを形成する工程と、
前記第1トレンチを埋め込むように前記第1トレンチ内と前記n型半導体層上にp型半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第1トレンチの上部の前記半導体基板の前記表面に前記第1トレンチよりも幅が広い第2トレンチを形成することによって、前記第2トレンチの下部の前記p型半導体層を前記n型半導体層上の前記p型半導体層から分離する工程と、
前記第2トレンチ内にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第2トレンチ内に、前記ゲート絶縁膜によって前記n型半導体層及び前記p型半導体層から絶縁されたゲート電極を形成する工程、
を有する製造方法。
A method for manufacturing a switching element,
forming a first trench in a surface of a semiconductor substrate having an n-type semiconductor layer where the n-type semiconductor layer is exposed;
epitaxially growing a p-type semiconductor layer in the first trench and on the n-type semiconductor layer so as to fill the first trench;
By forming a second trench wider than the first trench in the surface of the semiconductor substrate above the first trench, the p-type semiconductor layer below the second trench is replaced with the n-type semiconductor layer. separating from the p-type semiconductor layer above;
forming a gate insulating film in the second trench;
forming a gate electrode in the second trench insulated from the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer by the gate insulating film;
A manufacturing method having
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