JP7354028B2 - 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 - Google Patents
半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7354028B2 JP7354028B2 JP2020044567A JP2020044567A JP7354028B2 JP 7354028 B2 JP7354028 B2 JP 7354028B2 JP 2020044567 A JP2020044567 A JP 2020044567A JP 2020044567 A JP2020044567 A JP 2020044567A JP 7354028 B2 JP7354028 B2 JP 7354028B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- region
- metal
- layer
- semiconductor device
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 119
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 338
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 295
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 213
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 210
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 179
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 179
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 134
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 134
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 111
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 61
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 47
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 44
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 34
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 21
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- -1 argon ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 272
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 50
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 25
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 9
- 229910005883 NiSi Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910005881 NiSi 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 229910021357 chromium silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004645 scanning capacitance microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/0455—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion
- H01L21/046—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion using ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/0485—Ohmic electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
- H01L29/1608—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
- H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C3/00—Electric locomotives or railcars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
- B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
- B66B11/043—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/41766—Source or drain electrodes for field effect devices with at least part of the source or drain electrode having contact below the semiconductor surface, e.g. the source or drain electrode formed at least partially in a groove or with inclusions of conductor inside the semiconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Description
第1の実施形態の半導体装置は、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)から成る群から選ばれる一つの金属元素を含むn型の第1の炭化珪素領域と、金属元素を含むp型の第2の炭化珪素領域と、を含む炭化珪素層と、第1の炭化珪素領域と第2の炭化珪素領域に電気的に接続された金属層と、を備え、第1の炭化珪素領域に含まれる金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する金属元素の割合よりも高く、第2の炭化珪素領域に含まれる金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する金属元素の割合よりも高い。
第2の実施形態の半導体装置の製造方法は、炭素欠損を増加させる処理は、第1の領域に電子線を照射する処理であり、炭素欠損を減少させる処理は、第2の領域をメタンガスを含む雰囲気中に晒す処理である点で、第1の実施形態の製造方法と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第3の実施形態の半導体装置は、導電層の炭素濃度が1×1017cm-3以下である点で、第1の実施形態の半導体装置と異なる。また、第3の実施形態の半導体装置の製造方法は、第2の熱処理は、二酸化炭素又は原子状水素の少なくともいずれか一方を含む雰囲気中で行う点で異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
C+CO2=2CO+2.84eV ・・・式(1)
C+4H=CH4+14.52eV ・・・式(2)
2C+2H2=CH4-4.48eV ・・・式(3)
Ni31Si12<Ni2Si<NiSi<NiSi2
第4の実施形態の半導体装置は、金属層が炭化珪素層に接する点で、第1の実施形態と異なっている。また、第4の実施形態の半導体装置の製造方法は、金属シリサイド層を形成した後、第2の金属膜を形成する前に、金属シリサイド層を除去する点で、第1の実施形態の製造方法と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第5の実施形態の半導体装置は、ゲート電極がトレンチの中に設けられる点で、第1の実施形態の半導体装置と異なる。以下、以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第6の実施形態のインバータ回路及び駆動装置は、第1の実施形態の半導体装置を備えるインバータ回路及び駆動装置である。
第7の実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
第8の実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
第9の実施形態の昇降機は、第1の実施形態の半導体装置を備える昇降機である。
12 ソース電極(金属層)
13 金属シリサイド層(導電層)
30 ソース領域(第1の炭化珪素領域)
32 pウェルコンタクト領域(第2の炭化珪素領域)
48 ニッケル膜(第1の金属膜)
51 アルミニウム膜(第2の金属膜)
100 MOSFET(半導体装置)
150 インバータ回路
200 MOSFET(半導体装置)
300 MOSFET(半導体装置)
400 MOSFET(半導体装置)
500 MOSFET(半導体装置)
700 駆動装置
800 車両
900 車両
1000 昇降機
P1 第1の面
P2 第2の面
Claims (17)
- ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含むn型の第1の炭化珪素領域と、前記金属元素を含むp型の第2の炭化珪素領域と、を含む炭化珪素層と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第2の炭化珪素領域に電気的に接続された金属層と、
を備え、
前記第1の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合よりも高く、
前記第2の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合よりも高い、半導体装置。 - 前記炭化珪素層と前記金属層との間に位置し、前記金属元素のシリサイドを含む導電層を、更に備える請求項1記載の半導体装置。
- ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含むn型の第1の炭化珪素領域と、前記金属元素を含むp型の第2の炭化珪素領域と、を含む炭化珪素層と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第2の炭化珪素領域に電気的に接続された金属層と、
を備え、
前記第1の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合よりも高く、
前記第2の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合よりも高く、
前記炭化珪素層と前記金属層との間に位置し、前記金属元素のシリサイドを含む導電層を、更に備え、
前記導電層の炭素濃度が1×1017cm-3以下である半導体装置。 - 前記導電層におけるシリコン(Si)に対する前記金属元素の原子比が1.2以上である請求項2又は請求項3記載の半導体装置。
- ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含むn型の第1の炭化珪素領域と、前記金属元素を含むp型の第2の炭化珪素領域と、を含む炭化珪素層と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第2の炭化珪素領域に電気的に接続された金属層と、
を備え、
前記第1の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合よりも高く、
前記第2の炭化珪素領域に含まれる前記金属元素の中で、炭化珪素の結晶構造の格子間に位置する前記金属元素の割合が炭化珪素の結晶構造の炭素サイトに位置する前記金属元素の割合よりも高く、
前記炭化珪素層と前記金属層との間に位置し、前記金属元素のシリサイドを含む導電層を、更に備え、
前記第2の炭化珪素領域がアルミニウムを含み、前記第2の炭化珪素領域及び前記導電層の中のアルミニウムの濃度分布が、前記第2の炭化珪素領域と前記導電層との間の界面にピークを有する半導体装置。 - 前記第1の炭化珪素領域の前記金属元素の濃度が1×1018cm-3以上であり、
前記第2の炭化珪素領域の前記金属元素の濃度が1×1018cm-3以上である請求項1ないし請求項5いずれか一項記載の半導体装置。 - 前記金属層が前記炭化珪素層に接する請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1の炭化珪素領域と前記第2の炭化珪素領域は接する請求項1ないし請求項7いずれか一項記載の半導体装置。
- 請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の半導体装置を備えるインバータ回路。
- 請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の半導体装置を備える駆動装置。
- 請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の半導体装置を備える車両。
- 請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の半導体装置を備える昇降機。
- 炭化珪素層の第1の領域にn型不純物をイオン注入し、
前記炭化珪素層の第2の領域にp型不純物をイオン注入し、
前記n型不純物及びp型不純物を活性化する第1の熱処理を行い、
前記第1の領域の炭素欠損を増加させる処理を行い、
前記第2の領域の炭素欠損を減少させる処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含む第1の金属膜を形成し、
900℃未満の温度で、前記炭化珪素層と前記第1の金属膜とを反応させて前記金属元素を含む金属シリサイド層を形成する第2の熱処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、前記第1の金属膜と異なる化学組成の第2の金属膜を形成し、
前記炭素欠損を増加させる処理は、前記第1の領域にアルゴン(Ar)をイオン注入する処理である半導体装置の製造方法。 - 前記第1の熱処理の前に、前記第1の領域にアルゴンをイオン注入する請求項13記載の半導体装置の製造方法。
- 炭化珪素層の第1の領域にn型不純物をイオン注入し、
前記炭化珪素層の第2の領域にp型不純物をイオン注入し、
前記n型不純物及びp型不純物を活性化する第1の熱処理を行い、
前記第1の領域の炭素欠損を増加させる処理を行い、
前記第2の領域の炭素欠損を減少させる処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含む第1の金属膜を形成し、
900℃未満の温度で、前記炭化珪素層と前記第1の金属膜とを反応させて前記金属元素を含む金属シリサイド層を形成する第2の熱処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、前記第1の金属膜と異なる化学組成の第2の金属膜を形成し、
前記炭素欠損を減少させる処理は、前記第2の領域をメタンガスを含む雰囲気中に晒す処理である半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素層の第1の領域にn型不純物をイオン注入し、
前記炭化珪素層の第2の領域にp型不純物をイオン注入し、
前記n型不純物及びp型不純物を活性化する第1の熱処理を行い、
前記第1の領域の炭素欠損を増加させる処理を行い、
前記第2の領域の炭素欠損を減少させる処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含む第1の金属膜を形成し、
900℃未満の温度で、前記炭化珪素層と前記第1の金属膜とを反応させて前記金属元素を含む金属シリサイド層を形成する第2の熱処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、前記第1の金属膜と異なる化学組成の第2の金属膜を形成し、
前記第2の熱処理は、二酸化炭素又は原子状水素の少なくともいずれか一方を含む雰囲気中で行う半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素層の第1の領域にn型不純物をイオン注入し、
前記炭化珪素層の第2の領域にp型不純物をイオン注入し、
前記n型不純物及びp型不純物を活性化する第1の熱処理を行い、
前記第1の領域の炭素欠損を増加させる処理を行い、
前記第2の領域の炭素欠損を減少させる処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、及び、クロム(Cr)からなる群から選ばれる一つの金属元素を含む第1の金属膜を形成し、
900℃未満の温度で、前記炭化珪素層と前記第1の金属膜とを反応させて前記金属元素を含む金属シリサイド層を形成する第2の熱処理を行い、
前記炭化珪素層の上に、前記第1の金属膜と異なる化学組成の第2の金属膜を形成し、
前記金属シリサイド層を形成した後、前記第2の金属膜を形成する前に、前記金属シリサイド層を除去する半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044567A JP7354028B2 (ja) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
US16/992,242 US11355612B2 (en) | 2020-03-13 | 2020-08-13 | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, driving device, vehicle, and elevator |
US17/734,401 US11677009B2 (en) | 2020-03-13 | 2022-05-02 | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, driving device, vehicle, and elevator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044567A JP7354028B2 (ja) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021145112A JP2021145112A (ja) | 2021-09-24 |
JP7354028B2 true JP7354028B2 (ja) | 2023-10-02 |
Family
ID=77665320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020044567A Active JP7354028B2 (ja) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11355612B2 (ja) |
JP (1) | JP7354028B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005109504A (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Samsung Electronics Co Ltd | シリサイド薄膜を有する半導体素子およびその製造方法 |
JP2006024880A (ja) | 2004-06-09 | 2006-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2013058668A (ja) | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
WO2015159984A1 (ja) | 2014-04-18 | 2015-10-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2018082190A (ja) | 2012-12-18 | 2018-05-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 炭化ケイ素装置におけるオーミック接触のためのシステム及び方法 |
JP2018186125A (ja) | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3871607B2 (ja) | 2001-12-14 | 2007-01-24 | 松下電器産業株式会社 | 半導体素子およびその製造方法 |
JP5229845B2 (ja) | 2006-03-07 | 2013-07-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 炭化ケイ素mosfetの製造方法および炭化ケイ素mosfet |
JP6246613B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2017-12-13 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP6540585B2 (ja) | 2016-04-27 | 2019-07-10 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP6728097B2 (ja) | 2017-04-24 | 2020-07-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
JP7354027B2 (ja) | 2020-03-13 | 2023-10-02 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
-
2020
- 2020-03-13 JP JP2020044567A patent/JP7354028B2/ja active Active
- 2020-08-13 US US16/992,242 patent/US11355612B2/en active Active
-
2022
- 2022-05-02 US US17/734,401 patent/US11677009B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005109504A (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Samsung Electronics Co Ltd | シリサイド薄膜を有する半導体素子およびその製造方法 |
JP2006024880A (ja) | 2004-06-09 | 2006-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2013058668A (ja) | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
JP2018082190A (ja) | 2012-12-18 | 2018-05-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 炭化ケイ素装置におけるオーミック接触のためのシステム及び方法 |
WO2015159984A1 (ja) | 2014-04-18 | 2015-10-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2018186125A (ja) | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220262916A1 (en) | 2022-08-18 |
US11355612B2 (en) | 2022-06-07 |
US20210288158A1 (en) | 2021-09-16 |
JP2021145112A (ja) | 2021-09-24 |
US11677009B2 (en) | 2023-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5525940B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP7354027B2 (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 | |
US11114531B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, driving device, vehicle, and elevator | |
JP7362546B2 (ja) | 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 | |
US10249718B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, driving device, vehicle, and elevator | |
US8691679B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
EP2922094A2 (en) | Semiconductor device and method for producing the same | |
JP7225873B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
US11450746B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator | |
US11424327B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator | |
JP7354028B2 (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 | |
US20230299152A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, inverter circuit, driving device, vehicle, and elevator | |
JP2024018105A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
WO2022214338A1 (en) | Method for forming an ohmic contact on a wide-bandgap semiconductor device and wide-bandgap semiconductor device | |
JP2022187367A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 | |
JP5991629B2 (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: 20220224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230524 |
|
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: 20230822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230920 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7354028 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |