JPH11274173A - Manufacture of silicon carbide semiconductor device - Google Patents

Manufacture of silicon carbide semiconductor device

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JPH11274173A
JPH11274173A JP10072364A JP7236498A JPH11274173A JP H11274173 A JPH11274173 A JP H11274173A JP 10072364 A JP10072364 A JP 10072364A JP 7236498 A JP7236498 A JP 7236498A JP H11274173 A JPH11274173 A JP H11274173A
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forming
opening
mask
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a source region and a base region with accurate positional relation. SOLUTION: Mask material 20 is formed on an n-type silicon carbide epitaxial layer 2, and also an opening 20a whose side in inclined is made in the prescribed region of this mask material 20, and ion implantation is performed through this opening 20a, so as to form p<-> -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n<+> -type source regions 4a, 4b which are shallower in junction depth than those of p<-> -type silicon carbide base regions 3a and 3b. In this way, the p<-> -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n<+> -type regions 4a and 4b can be formed by the same mask, so that the p<-> -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n<+> -type source regions 4a and 4b can be made in a self-aligned manner, and these can be formed, with accurate positional relations.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化珪素半導体装
置の製造方法に関し、特に絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ、とりわけ大電力用の縦型パワーMOSFETに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, and more particularly to an insulated gate field effect transistor, and more particularly to a vertical power MOSFET for high power.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化珪素を用いたMOSFETの製造に
関する従来の技術として、セルフアラインによりチャネ
ルを形成するための二重拡散技術が使えないという欠点
を回避する製造方法が、特開平6−151860号公報
に提案されている。図24(a)〜(f)にその製造工
程を示す。この製造工程は、n型炭化珪素基板101の
表面を熱酸化してゲート酸化膜102を形成した後、多
結晶シリコン又は金属よりなる傾斜面104を有するゲ
ート電極103を形成する。その後、ゲート電極103
をマスクの一部としてp型、n型の不純物イオンを注入
してpベース領域106及びn+ 型ソース領域107を
形成するというものである。
2. Description of the Related Art As a conventional technique for manufacturing a MOSFET using silicon carbide, a manufacturing method for avoiding a drawback that a double diffusion technique for forming a channel by self-alignment cannot be used is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-151860. It is proposed in the gazette. 24A to 24F show the manufacturing steps. In this manufacturing process, after the surface of n-type silicon carbide substrate 101 is thermally oxidized to form gate oxide film 102, gate electrode 103 having inclined surface 104 made of polycrystalline silicon or metal is formed. After that, the gate electrode 103
Is used as part of a mask to implant p-type and n-type impurity ions to form a p-base region 106 and an n + -type source region 107.

【0003】この方法は、注入の際のマスクとしてゲー
ト電極103を用いるセルフアライン技術を適用してい
るため高性能化が可能である。また、本出願人は、縦型
MOSFETのチャネル移動度を向上させてオン抵抗を
低減させる構造として、特願平9−259076号で出
願している。この縦型MOSFETのうち、プレーナ型
MOSFETを例として、その断面図を図20に示し、
この図に基づいてプレーナ型縦型MOSFETの構造に
ついて説明する。
[0003] In this method, since a self-alignment technique using the gate electrode 103 as a mask at the time of implantation is applied, high performance can be achieved. Further, the present applicant has filed an application in Japanese Patent Application No. 9-259076 as a structure for improving the channel mobility of a vertical MOSFET and reducing the on-resistance. FIG. 20 shows a cross-sectional view of a planar MOSFET as an example of the vertical MOSFET.
The structure of the planar type vertical MOSFET will be described with reference to FIG.

【0004】n+ 型炭化珪素半導体基板1は上面を主表
面1aとし、主表面の反対面である下面を裏面1bとし
ている。このn+ 型炭化珪素半導体基板1の主表面1a
上には、基板1よりも低いドーパント濃度を有するn-
型炭化珪素エピタキシャル層(以下、n- 型炭化珪素エ
ピ層という)2が積層されている。このとき、n+ 型炭
化珪素半導体基板1およびn- 型炭化珪素エピ層2の上
面を(0001)Si面としているが、n+ 型炭化珪素
半導体基板1およびn- 型炭化珪素エピ層2の上面を
(112−0)a面としてもよい。つまり、(000
1)Si面を用いると低い表面状態密度が得られ、(1
12−0)a面を用いると、低い表面状態密度で、かつ
完全にらせん転位の無い結晶が得られるためである。な
お、3°〜10°程度の傾斜を設けたオフ基板を用いる
こともできる。
[0004] The n + type silicon carbide semiconductor substrate 1 has an upper surface as a main surface 1a and a lower surface opposite to the main surface as a back surface 1b. Main surface 1a of n + type silicon carbide semiconductor substrate 1
Above, n having a lower dopant concentration than substrate 1
-Type silicon carbide epitaxial layer (hereinafter referred to as n - type silicon carbide epi layer) 2 is stacked. In this case, n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 and the n - but the upper surface of type silicon carbide epitaxial layer 2 is set to (0001) Si plane, n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 and the n - -type silicon carbide epitaxial layer 2 The upper surface may be the (112-0) a surface. That is, (000
1) A low surface state density can be obtained by using the Si surface, and (1)
The use of the 12-0) a-plane makes it possible to obtain a crystal having a low surface state density and completely free from screw dislocations. Note that an off-substrate having an inclination of about 3 ° to 10 ° can be used.

【0005】n- 型炭化珪素エピ層2の表層部における
所定領域には、所定深さを有するp - 型炭化珪素ベース
領域3aおよびp- 型炭化珪素ベース領域3bが離間し
て形成されている。また、p- 型炭化珪素ベース領域3
aの表層部における所定領域には、ベース領域3aより
も浅いn+ 型ソース領域4aが、また、p- 型炭化珪素
ベース領域3bの表層部における所定領域には、ベース
領域3bよりも浅いn + 型ソース領域4bがそれぞれ形
成されている。
[0005] n-In the surface layer of silicon carbide epilayer 2
In a predetermined area, p having a predetermined depth -Type silicon carbide base
Regions 3a and p-Type silicon carbide base region 3b is separated
It is formed. Also, p--Type silicon carbide base region 3
a in a predetermined region in the surface layer portion of the base region 3a
Also shallow n+The type source region 4a also has p-Type silicon carbide
A predetermined area in the surface portion of the base area 3b includes a base
N shallower than region 3b +Each of the mold source regions 4b
Has been established.

【0006】p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの中
央部には、n+ 型ソース領域4a、4bと概ね重ならな
い位置に形成されたディープベース層30a、30bが
備えられている。このディープベース層30a、30b
によりp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが部分的に
深くなっており、ディープベース層30a、30bの下
のn- 型炭化珪素エピ層2を薄くして、p- 型炭化珪素
ベース領域3a、3bとn+ 型炭化珪素半導体基板1と
の距離が短くなるようにしている。
Deep base layers 30a and 30b formed at positions that do not substantially overlap n + -type source regions 4a and 4b are provided at the center of p -- type silicon carbide base regions 3a and 3b. These deep base layers 30a, 30b
As a result, p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are partially deepened, and n -type silicon carbide epi layer 2 under deep base layers 30a and 30b is thinned to form p -type silicon carbide base region 3a. , 3b and n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 are made shorter.

【0007】このディープベース層30a、30bによ
って、ディープベース層30a、30bとn- 型炭化珪
素エピ層2との接合部における電界強度を高くして、こ
の部分でアバランシェブレークダウンし易くさせ、さら
に上記位置にディープベース層30a、30bを形成す
ることで寄生トランジスタを動作させにくい経路でサー
ジエネルギーが引き抜けるようにして、L負荷耐量を十
分に持たせられるようにしている。このような位置にデ
ィープベース層30a、30bを形成しているため、寄
生バイポーラトランジスタを動作させにくい経路でサー
ジエネルギーを引く抜けるようにできる。
The deep base layers 30a and 30b increase the electric field strength at the junction between the deep base layers 30a and 30b and the n -type silicon carbide epilayer 2 to facilitate avalanche breakdown at these portions. By forming the deep base layers 30a and 30b at the positions described above, the surge energy can be extracted through a path in which the parasitic transistor is difficult to operate, so that a sufficient L load tolerance can be provided. Since the deep base layers 30a and 30b are formed at such positions, the surge energy can be drawn through a path that makes it difficult to operate the parasitic bipolar transistor.

【0008】さらに、n+ 型ソース領域4aとn+ 型ソ
ース領域4bとの間におけるn- 型炭化珪素エピ層2お
よびp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの表面部には
-型SiC層5が延設されている。つまり、p- 型炭
化珪素ベース領域3a、3bの表面部においてソース領
域4a、4bとn- 型炭化珪素エピ層2とを繋ぐように
- 型SiC層5が配置されている。
Further, the surface portions of n -- type silicon carbide epilayer 2 and p -- type silicon carbide base regions 3a, 3b between n + -type source region 4a and n + -type source region 4b are provided with n -- type SiC. Layer 5 extends. That is, n -type SiC layer 5 is arranged so as to connect source regions 4a, 4b and n -type silicon carbide epilayer 2 at the surface portions of p -type silicon carbide base regions 3a, 3b.

【0009】このn- 型SiC層5は、エピタキシャル
成長にて形成されたものであり、エピタキシャル膜の結
晶が4H、6H、3Cのものを用いる。尚、エピタキシ
ャル層は下地の基板に関係なく各種の結晶を形成できる
ものである。このn- 型SiC層5は、デバイスの動作
時にデバイス表面においてチャネル形成層として機能す
る。以下、このn- 型SiC層5を表面チャネル層とい
う。
[0009] The n - type SiC layer 5 has been formed by epitaxial growth, the crystal of the epitaxial film is used 4H, 6H, those 3C. The epitaxial layer can form various crystals regardless of the underlying substrate. This n -type SiC layer 5 functions as a channel forming layer on the device surface during device operation. Hereinafter, this n -type SiC layer 5 is referred to as a surface channel layer.

【0010】表面チャネル層5のドーパント濃度は、1
×1015cm-3〜1×1017cm-3程度の低濃度となっ
ており、かつ、n- 型炭化珪素エピ層2及びp- 型炭化
珪素ベース領域3a、3bのドーパント濃度以下となっ
ている。これにより、低オン抵抗化が図られている。ま
た、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3b、n+ 型ソー
ス領域4a、4bの表面部には凹部6a、6bが形成さ
れている。
The dopant concentration of the surface channel layer 5 is 1
The concentration is as low as about × 10 15 cm −3 to about 1 × 10 17 cm −3 , and is lower than the dopant concentration of n -type silicon carbide epilayer 2 and p -type silicon carbide base regions 3a and 3b. ing. Thereby, low on-resistance is achieved. In addition, concave portions 6a and 6b are formed in the surface portions of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b.

【0011】表面チャネル層5の上面およびn+ 型ソー
ス領域4a、4bの上面にはゲート絶縁膜(シリコン酸
化膜)7が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜7の
上にはポリシリコンゲート電極8が形成されており、こ
のポリシリコンゲート電極8はLTO(Low Tem
perature Oxide)からなる絶縁膜9にて
覆われている。その上にはソース電極10が形成され、
ソース電極10はn+型ソース領域4a、4bおよびp
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bと接している。ま
た、n+ 型炭化珪素半導体基板1の裏面1bには、ドレ
イン電極11が形成されている。
A gate insulating film (silicon oxide film) 7 is formed on the upper surface of the surface channel layer 5 and the upper surfaces of the n + type source regions 4a and 4b. Further, a polysilicon gate electrode 8 is formed on the gate insulating film 7, and the polysilicon gate electrode 8 is formed by LTO (Low Tem).
It is covered with an insulating film 9 made of P.O. A source electrode 10 is formed thereon,
The source electrode 10 includes n + type source regions 4a, 4b and p
- type silicon carbide base regions 3a, is in contact with 3b. Drain electrode 11 is formed on rear surface 1b of n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1.

【0012】次に、図20に示すプレーナ型パワーMO
SFETの製造工程を、図21〜図23を用いて説明す
る。 〔図21(a)に示す工程〕まず、n型4Hまたは6H
または3C−SiC基板、すなわちn+ 型炭化珪素半導
体基板1を用意する。ここで、n+ 型炭化珪素半導体基
板1はその厚さが400μmであり、主表面1aが(0
001)Si面、又は、(112−0)a面である。こ
の基板1の主表面1aに厚さ5μmのn- 型炭化珪素エ
ピ層2をエピタキシャル成長する。本例では、n- 型炭
化珪素エピ層2は下地の基板1と同様の結晶が得られ、
n型4Hまたは6Hまたは3C−SiC層となる。
Next, a planar type power MO shown in FIG.
The manufacturing process of the SFET will be described with reference to FIGS. [Step shown in FIG. 21A] First, n-type 4H or 6H
Alternatively, a 3C-SiC substrate, that is, an n + type silicon carbide semiconductor substrate 1 is prepared. Here, n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 has a thickness of 400 μm and main surface 1a has a thickness of (0
(001) Si plane or (112-0) a plane. An n -- type silicon carbide epilayer 2 having a thickness of 5 μm is epitaxially grown on main surface 1a of substrate 1. In this example, n -type silicon carbide epilayer 2 has the same crystal as base substrate 1,
It becomes an n-type 4H or 6H or 3C-SiC layer.

【0013】〔図21(b)に示す工程〕n- 型炭化珪
素エピ層2の表面の所定領域にLTO膜20を配置し、
これをマスクとしてp型不純物(例えば、ボロンやアル
ミニウム)をイオン注入して、p - 型炭化珪素ベース領
域3a、3bを形成する。このときのイオン注入条件
は、ボロン(B+ )を注入する場合には、温度が700
〜1000℃で、ドーズ量が略1×1015cm-2として
いる。
[Step shown in FIG. 21B] n-Type silicon carbide
An LTO film 20 is arranged in a predetermined region on the surface of the element epi layer 2,
Using this as a mask, a p-type impurity (for example, boron or
Ion) and p -Type silicon carbide base
Regions 3a and 3b are formed. Ion implantation conditions at this time
Is boron (B+) Is injected at a temperature of 700
At ~ 1000 ° C, dose amount is about 1 × 10Fifteencm-2As
I have.

【0014】〔図21(c)に示す工程〕LTO膜20
を除去した後、エピタキシャル成長法によって、n-
炭化珪素エピ層2の表層部及びp- 型炭化珪素ベース領
域3a、3bの上部に表面チャネル層5を成長させる。
このエピタキシャル成長のの際に実行する熱処理の温度
は1200〜1500℃で行っている。
[Step shown in FIG. 21C] LTO film 20
Is removed, surface channel layer 5 is grown by epitaxial growth on the surface of n -type silicon carbide epilayer 2 and over p -type silicon carbide base regions 3a and 3b.
The temperature of the heat treatment performed at the time of this epitaxial growth is performed at 1200 to 1500 ° C.

【0015】なお、このとき、プレーナ型パワーMOS
FETをノーマリオフ型にするために、表面チャネル層
5の厚み(膜厚)は所望の厚みとしている。 〔図22(a)に示す工程〕表面チャネル層5の上の所
定領域にLTO膜21を配置し、これをマスクとしてn
型不純物(例えば窒素(N+ ))をイオン注入し、n+
型ソース領域4a、4bを形成する。このときのイオン
注入条件は、700℃、ドーズ量は1×10 15cm-2
している。
At this time, the planar type power MOS
To make the FET normally-off type, the surface channel layer
The thickness (film thickness) of 5 is a desired thickness. [Step shown in FIG. 22A] Location above the surface channel layer 5
An LTO film 21 is arranged in the constant region, and n
Type impurities (eg, nitrogen (N+)) And n+
Form source regions 4a and 4b are formed. Ion at this time
The implantation condition is 700 ° C., and the dose amount is 1 × 10 Fifteencm-2When
doing.

【0016】〔図22(b)に示す工程〕そして、LT
O膜21を除去した後、フォトリソグラフィ法を用いて
表面チャネル層5の上の所定領域にLTO膜22を配置
し、これをマスクとしてRIEによりp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3b上の表面チャネル層5を部分的にエ
ッチング除去する。
[Step shown in FIG. 22 (b)]
After removing the O film 21, an LTO film 22 is arranged in a predetermined region on the surface channel layer 5 using photolithography, and the surface of the p - type silicon carbide base regions 3 a and 3 b is subjected to RIE using this as a mask. The channel layer 5 is partially etched away.

【0017】〔図22(c)に示す工程〕さらに、LT
O膜22をマスクにしてB+ をイオン注入し、ディープ
ベース層30a、30bを形成する。これにより、ベー
ス領域3a、3bの一部が厚くなったものとなり、ディ
ープベース層30a、30bの下のn- 型炭化珪素エピ
層2における厚さが薄くなる。
[Step shown in FIG. 22C] Further, LT
B + ions are implanted using the O film 22 as a mask to form the deep base layers 30a and 30b. Thereby, a part of base regions 3a and 3b becomes thicker, and the thickness of n -type silicon carbide epilayer 2 under deep base layers 30a and 30b becomes thinner.

【0018】このディープベース層30a、30bは、
+ 型ソース領域4a、4bに重ならない部分に形成さ
れると共に、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bのう
ちディープベース層30a、30bが形成された厚みが
厚くなった部分が、ディープベース層30aが形成され
ていない厚みの薄い部分よりも不純物濃度が濃く形成さ
れる。
The deep base layers 30a and 30b are
The p - type silicon carbide base regions 3a, 3b are formed in portions that do not overlap the n + -type source regions 4a, 4b, and the portions of the p -type silicon carbide base regions 3a, 3b where the deep base layers 30a, 30b are formed are thickened. The impurity concentration is higher than that of the thin portion where the layer 30a is not formed.

【0019】〔図23(a)に示す工程〕LTO膜22
を除去した後、基板の上にウェット酸化によりゲート絶
縁膜(ゲート酸化膜)7を形成する。このとき、雰囲気
温度は1080℃とする。その後、ゲート絶縁膜7の上
にポリシリコンゲート電極8をLPCVDにより堆積す
る。このときの成膜温度は600℃とする。
[Step shown in FIG. 23A] LTO film 22
Is removed, a gate insulating film (gate oxide film) 7 is formed on the substrate by wet oxidation. At this time, the ambient temperature is 1080 ° C. Thereafter, a polysilicon gate electrode 8 is deposited on the gate insulating film 7 by LPCVD. The film formation temperature at this time is 600 ° C.

【0020】〔図23(b)に示す工程〕引き続き、ポ
リシリコンゲート電極8の不要部分を除去した後、LT
Oよりなる絶縁膜9を形成しゲート絶縁膜7を覆う。よ
り詳しくは、成膜温度は425℃であり、成膜後に10
00℃のアニールを行う。このとき、アニール雰囲気ガ
スはH2 、N2 若しくはArのいずれかとする。その
後、ゲート絶縁膜7と絶縁膜9の不要部分を除去し、コ
ンタクトホールを形成する。
[Step shown in FIG. 23B] Subsequently, after removing unnecessary portions of the polysilicon gate electrode 8, LT
An insulating film 9 made of O is formed to cover the gate insulating film 7. More specifically, the film formation temperature is 425 ° C.
Anneal at 00 ° C. At this time, the annealing atmosphere gas is H 2 , N 2 or Ar. Thereafter, unnecessary portions of the gate insulating film 7 and the insulating film 9 are removed, and a contact hole is formed.

【0021】〔図23(c)に示す工程〕そして、室温
での金属スパッタリングによりソース電極10及びドレ
イン電極11を配置する。また、成膜後に1000℃の
アニールを行う。このようにして、図20に示す縦型パ
ワーMOSFETが完成する。
[Step shown in FIG. 23 (c)] Then, the source electrode 10 and the drain electrode 11 are arranged by metal sputtering at room temperature. After film formation, annealing at 1000 ° C. is performed. Thus, the vertical power MOSFET shown in FIG. 20 is completed.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特開
平6−151860号公報に示される方法によると、セ
ルフアラインが可能となり素子の高性能化を図ることが
可能となる。しかし、傾斜面104を有するゲート電極
103をイオン注入マスクとして用い、イオンの加速エ
ネルギーを制御することにより不純物のプロファイルを
制御しているため、原理的にその下部に位置するゲート
絶縁膜102にも直接イオン種が注入され、そのダメー
ジによりゲート絶縁膜102の樹目用が低下するといっ
た問題点があった。
As described above, according to the method disclosed in JP-A-6-151860, self-alignment becomes possible and the performance of the element can be improved. However, since the impurity profile is controlled by controlling the acceleration energy of ions using the gate electrode 103 having the inclined surface 104 as an ion implantation mask, the gate insulating film 102 located under the gate electrode 103 is in principle also required. There is a problem that the ion species are directly implanted, and the damage is reduced in the use of the gate insulating film 102 for the tree.

【0023】また、本出願人が先に出願した縦型パワー
MOSFETでは、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3
bとn+ 型ソース領域4a、4bとを別々のマスクで形
成していたため、アライメントずれが発生することが判
った。このアライメントずれはチャネル長のバラツキと
なるため、素子間の電気特性(しきい値電圧、耐圧、オ
ン抵抗等)のバラツキを大きくするという問題を発生さ
せてしまう。この問題は、特に微細パターンの素子を形
成する際に顕著に発生し、素子の微細化を困難にさせ
る。
In the vertical power MOSFET filed by the present applicant, p - type silicon carbide base regions 3a, 3a
Since b and n + -type source regions 4a and 4b were formed using different masks, it was found that misalignment occurred. Since the misalignment causes a variation in channel length, a problem of increasing variations in electrical characteristics (threshold voltage, breakdown voltage, on-resistance, etc.) between elements occurs. This problem occurs remarkably when forming a device having a fine pattern, and makes it difficult to miniaturize the device.

【0024】本発明は上記点に鑑みて成され、ソース領
域とベース領域とを正確な位置関係で形成できる炭化珪
素半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device capable of forming a source region and a base region in a precise positional relationship.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下の技術的手段を採用する。請求項1に記載の発
明においては、半導体層(2)上にマスク材(20)を
形成すると共に、このマスク材の所定領域に側面が傾斜
した開口部を形成し、この開口部よりイオン注入を行っ
てベース領域(3a、3b)と、ベース領域よりも接合
深さの浅いソース領域(4a、4b)を形成することを
特徴としている。
In order to achieve the above object, the following technical means are employed. According to the first aspect of the present invention, a mask material (20) is formed on the semiconductor layer (2), and an opening having a side surface inclined in a predetermined region of the mask material is formed. To form a base region (3a, 3b) and a source region (4a, 4b) having a junction depth smaller than that of the base region.

【0026】このように、側面が傾斜した開口部を有す
るマスク材をマスクとしてイオン注入を行った場合、イ
オン注入のエネルギーを変化させることにより、ベース
領域やソース領域を大きさ(幅)及び接合深さを変えて
形成することができる。この場合、ベース領域及びソー
ス領域を同一のマスクで形成することができるため、ベ
ース領域及びソース領域を自己整合的に形成することが
でき、これらを正確な位置関係で形成することができ
る。
As described above, when the ion implantation is performed using the mask material having the opening having the inclined side surface as a mask, the base region and the source region are changed in size (width) and junction by changing the ion implantation energy. It can be formed by changing the depth. In this case, since the base region and the source region can be formed using the same mask, the base region and the source region can be formed in a self-aligned manner, and they can be formed with an accurate positional relationship.

【0027】なお、請求項2に示すように、マスク材の
開口部の側面の傾斜角度を変化させることによって、ソ
ース領域の大きさを制御することができる。請求項3に
記載の発明においては、第1のマスク材(22)の所定
領域に形成した第1の開口部(22a)よりイオン注入
してベース領域(3a、3b)を形成したのち、第1の
開口部を含む第1のマスク材の上に第2のマスク材(2
3)を成膜すると共に、該第2のマスク材を反応性イオ
ンエッチングで第1のマスク材が露出するまで除去して
第2の開口部(23a)を形成し、さらにこの第2の開
口部よりイオン注入を行ってソース領域(4a、4b)
を形成することを特徴としている。
The size of the source region can be controlled by changing the inclination angle of the side surface of the opening of the mask material. According to the third aspect of the present invention, the base region (3a, 3b) is formed by ion-implanting the first opening (22a) formed in the predetermined region of the first mask material (22). The second mask material (2) is placed on the first mask material including the first opening.
3) is formed, and the second mask material is removed by reactive ion etching until the first mask material is exposed to form a second opening (23a). Ion implantation is performed from the part to form source regions (4a, 4b).
Is formed.

【0028】このように、第1の開口部を含む第1のマ
スク材の上に第2のマスク材を形成し、この第2のマス
ク材を反応性イオンエッチングによってエッチングバッ
クすれば、第2のマスク材に第1の開口部より等間隔分
だけ小さくなった第2の開口部を形成することができ
る。このため、第2の開口部よりイオン注入を行ってソ
ース領域を形成すれば、ベース領域及びソース領域を自
己整合的に形成することができる。これにより、請求項
1と同様の効果が得られる。
As described above, if the second mask material is formed on the first mask material including the first opening, and the second mask material is etched back by reactive ion etching, the second mask material is obtained. It is possible to form a second opening smaller than the first opening by an equal distance in the mask material. Therefore, if the source region is formed by ion implantation from the second opening, the base region and the source region can be formed in a self-aligned manner. Thereby, the same effect as the first aspect can be obtained.

【0029】なお、請求項4に示すように、第2のマス
ク材の膜厚を制御することにより、ソース領域の大きさ
を制御することをができる。つまり、第2のマスク材の
膜厚によって第2の開口部と第1の開口部との間の間隔
が設定されるため、第2のマスク材の膜厚に応じてソー
ス領域の大きさを変更できる。請求項5に記載の発明に
おいては、マスク材の所定領域に形成した開口部より、
斜めイオン注入を行ってベース領域(3a、3b)を形
成し、さらに該開口部よりイオン注入を行ってベース領
域の中に該ベース領域よりも接合深さの浅いソース領域
(4a、4b)を形成することを特徴としている。
As described above, the size of the source region can be controlled by controlling the thickness of the second mask material. That is, since the distance between the second opening and the first opening is set by the thickness of the second mask material, the size of the source region is reduced according to the thickness of the second mask material. Can be changed. In the invention according to claim 5, the opening formed in the predetermined region of the mask material is
Base regions (3a, 3b) are formed by oblique ion implantation, and ion implantation is further performed through the openings to form source regions (4a, 4b) having a shallower junction depth than the base regions in the base regions. It is characterized by forming.

【0030】このように、開口部より斜めイオン注入を
行った場合には、開口部の開口端よりも所定距離深い位
置まで不純物が注入される。そして、ベース領域を斜め
イオン注入で形成し、ソース領域を通常のイオン注入
(若しくはイオン注入であってもベース領域を形成する
ときより小エネルギーのイオン注入)で形成するように
すれば、ソース領域をベース領域の表層部に形成するこ
とができる。これにより、ソース領域とベース領域を同
一マスクで形成できるため、ベース領域及びソース領域
を自己整合的に形成することができ、請求項1と同様の
効果が得られる。
As described above, when the oblique ion implantation is performed from the opening, the impurity is implanted to a position deeper than the opening end of the opening by a predetermined distance. If the base region is formed by oblique ion implantation and the source region is formed by normal ion implantation (or even by ion implantation with lower energy than when forming the base region), the source region can be formed. Can be formed on the surface of the base region. Thus, the source region and the base region can be formed using the same mask, so that the base region and the source region can be formed in a self-aligned manner, and the same effect as that of the first aspect can be obtained.

【0031】なお、請求項6に示すように、斜めイオン
注入の加速電圧及び角度を制御することにより、ベース
領域の大きさを制御することができる。請求項7に記載
の発明においては、半導体層(2)上に、第1、第2の
マスク材(41、51、42、52)を順に積層し、第
2のマスク材(42、52)に第1の開口部(52a)
を設け、第1の開口部より第1のマスク材(41、5
1)をエッチングして第1の開口部よりも大きな第2の
開口部(51a)を設け、第1の開口部からイオン注入
を行ってソース領域(4a、4b)を形成し、第2のマ
スク材を除去したのち、第2の開口部からイオン注入を
行ってベース領域(3a、3b)を形成することを特徴
としている。
The size of the base region can be controlled by controlling the acceleration voltage and the angle of the oblique ion implantation. In the invention according to claim 7, the first and second mask materials (41, 51, 42, 52) are sequentially laminated on the semiconductor layer (2), and the second mask material (42, 52) is formed. The first opening (52a)
Are provided, and the first mask material (41, 5
1) is etched to provide a second opening (51a) larger than the first opening, and ion implantation is performed from the first opening to form source regions (4a, 4b); After the mask material is removed, ion implantation is performed from the second opening to form the base regions (3a, 3b).

【0032】このように、第2のマスク材に形成された
第1の開口部より、第1のマスク材のエッチングを行い
第1の開口部よりも大きな第2の開口部を形成すれば、
第2の開口部の開口端と第1の開口部の開口端との間隔
が一定で形成される。このため、第1の開口部よりイオ
ン注入を行ってソース領域を形成したのち、第2のマス
ク材を除去して第2の開口部よりイオン注入を行いベー
ス領域を形成すれば、ソース領域とベース領域とを自己
整合的に形成することができる。これにより、請求項1
と同様の効果が得られる。
As described above, if the first mask material is etched from the first opening formed in the second mask material to form a second opening larger than the first opening,
The distance between the opening end of the second opening and the opening end of the first opening is formed to be constant. For this reason, if the source region is formed by performing ion implantation from the first opening, the second mask material is removed, and ion implantation is performed from the second opening to form the base region. The base region can be formed in a self-aligned manner. Thereby, claim 1
The same effect can be obtained.

【0033】なお、請求項8に示されるように、第1の
マスク材としてはシリコン窒化膜を用いることができ、
第2のマスク材としてはシリコン酸化膜を用いることが
できる。請求項9に記載の発明においては、半導体層
(2)上に積層した第1、第2のマスク材(45、6
1、46、62)を貫通する第1の開口部(48、7
0)を設け、この第1の開口部からイオン注入を行って
ソース領域(4a、4b)を形成したのち、さらに第2
のマスク材をマスクにして第1のマスク材をLOCOS
酸化すると共に第2のマスク材及び第1のマスク材の酸
化部分(45a)を除去して、第1のマスク材に前記第
1の開口部よりも大きな第2の開口部(49、71)を
設け、この第2の開口部からイオン注入を行ってベース
領域(3a、3b)を形成することを特徴としている。
[0033] As described in claim 8, a silicon nitride film can be used as the first mask material.
A silicon oxide film can be used as the second mask material. According to the ninth aspect of the present invention, the first and second mask materials (45, 6) laminated on the semiconductor layer (2) are provided.
1, 46, 62) through the first openings (48, 7).
0) is provided, ion implantation is performed from the first opening to form source regions (4a, 4b), and then the second region is formed.
LOCOS using the first mask material as a mask
The second mask material is oxidized and an oxidized portion (45a) of the second mask material and the first mask material is removed, and a second opening (49, 71) larger than the first opening is formed in the first mask material. And a base region (3a, 3b) is formed by performing ion implantation from the second opening.

【0034】このように、第2のマスク材をマスクとし
て第1のマスク材をLOCOS酸化した場合には、第1
のマスク材には第1の開口部から所定距離の部分まで酸
化され、この酸化部分を除去すれば第1の開口部よりも
大きな第2の開口部を形成することができる。このた
め、第1の開口部よりイオン注入を行ってソース領域を
形成し、第2の開口部よりイオン注入を行ってベース領
域を形成すれば、これらが自己整合的に形成され、請求
項1と同様の効果が得られる。
As described above, when the first mask material is LOCOS-oxidized using the second mask material as a mask,
The mask material is oxidized to a portion at a predetermined distance from the first opening, and by removing the oxidized portion, a second opening larger than the first opening can be formed. Therefore, if a source region is formed by ion implantation from the first opening and a base region is formed by ion implantation from the second opening, these are formed in a self-aligned manner. The same effect can be obtained.

【0035】なお、請求項10に示すように、第1のマ
スク材をポリシリコンで構成し、第2のマスク材をシリ
コン窒化膜で構成することができる。請求項10に記載
の発明においては、ベース領域を形成する工程の後、ソ
ース領域と半導体層とを繋ぐように、ベース領域上にチ
ャネル領域となる表面チャネル層(5)を形成すること
を特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, the first mask material can be made of polysilicon, and the second mask material can be made of a silicon nitride film. According to a tenth aspect of the present invention, after the step of forming the base region, a surface channel layer (5) serving as a channel region is formed on the base region so as to connect the source region and the semiconductor layer. And

【0036】このように、表面チャネル層をチャネル領
域とする蓄積型の炭化珪素半導体装置に適用することも
可能である。
As described above, the present invention can be applied to a storage-type silicon carbide semiconductor device having a surface channel layer as a channel region.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 (第1実施形態)本実施形態に示される縦型パワーMO
SFETを図1に示す。この図1に示される縦型パワー
MOSFETは、図20に示す縦型パワーMOSFET
とほぼ同様の構成であるため、異なる部分のみ説明し、
同様の部分は同じ部号を付して説明を省略する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. (First Embodiment) Vertical power MO shown in this embodiment
The SFET is shown in FIG. The vertical power MOSFET shown in FIG. 1 is a vertical power MOSFET shown in FIG.
Since it is almost the same configuration as, only the different parts will be described,
Similar parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0038】図1に示すように、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの側面及びn+ 型ソース領域4a、4b
の側面は、共に基板表面(n- 型炭化珪素エピ層2の表
面)に対してテーパ形状を成しており、それぞれが略平
行な関係となっている。また、p- 型炭化珪素ベース領
域3a、3bの底面及びn+ 型ソース領域4a、4bの
底面は、基板表面(n- 型炭化珪素エピ層2の表面)と
略平行となっている。
As shown in FIG. 1, the side surfaces of p -- type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b
Are tapered with respect to the substrate surface (the surface of the n -type silicon carbide epilayer 2), and have a substantially parallel relationship. The bottom surfaces of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and the bottom surfaces of n + -type source regions 4a and 4b are substantially parallel to the substrate surface (the surface of n -type silicon carbide epilayer 2).

【0039】また、表面チャネル層5がn+ 型ソース領
域4a、4bの表面より上部に配置されている。これ
は、n+ 型ソース領域4a、4bを形成するよりも後で
表面チャネル層5を形成しているためである。p- 型炭
化珪素ベース領域3a、3b及びn+ 型ソース領域4
a、4bの中央部には、n+ 型ソース領域4a、4bを
貫通し、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bに達する
コンタクトホールが形成されており、このコンタクトホ
ールを介してソース電極10がn+ 型ソース領域4a、
4b及びp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bに電気的
に接触している。
The surface channel layer 5 is disposed above the surfaces of the n + type source regions 4a and 4b. This is because the surface channel layer 5 is formed after the formation of the n + -type source regions 4a and 4b. p - type silicon carbide base regions 3a, 3b and n + type source region 4
A contact hole penetrating n + -type source regions 4a and 4b and reaching p -type silicon carbide base regions 3a and 3b is formed at the center of a and b, and source electrode 10 is formed through these contact holes. Is the n + type source region 4a,
4b and are electrically in contact with p - type silicon carbide base regions 3a and 3b.

【0040】本実施形態における縦型パワーMOSFE
Tは、上記点において図20に示す縦型パワーMOSF
ETと異なっている。次に、図1に示された縦型パワー
MOSFETの製造工程を図2、図3に基づいて説明す
る。但し、これらの図では、上述した図21〜図23に
示した従来の製造工程と異なる部分についてのみ示して
あり、同様の部分については説明を省略する。
The vertical power MOSFET according to the present embodiment
T is the vertical power MOSF shown in FIG.
Different from ET. Next, a manufacturing process of the vertical power MOSFET shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. However, in these figures, only the parts different from the conventional manufacturing steps shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown, and the description of the same parts is omitted.

【0041】まず、図21(a)に示すように、n+
炭化珪素半導体基板1の上にn- 型炭化珪素エピ層2を
成膜したものを用意する。そして、以下に示す工程を順
に実施する。 〔図2(a)に示す工程〕n- 型炭化珪素エピ層2の上
にシリコン酸化膜等によってマスク材20を成膜する。
そして、このマスク材20の所定領域、具体的にはn+
型ソース領域4a、4b及びp- 型炭化珪素ベース領域
3a、3bを形成する予定領域に対応する位置に、側面
が略テーパ形状を成す開口部20aを形成する。このよ
うに略テーパ形状の開口部20aを形成するのは、等方
性エッチング等を行うことによって実現できる。なお、
この側面の角度によって、後の工程で形成されるn+
ソース領域4a、4bの大きさ(幅)を制御することが
できる。
First, as shown in FIG. 21 (a), n on the n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 - is prepared which was deposited type silicon carbide epitaxial layer 2. Then, the following steps are sequentially performed. [Step shown in FIG. 2A] A mask material 20 is formed on the n -type silicon carbide epilayer 2 by a silicon oxide film or the like.
Then, a predetermined region of the mask material 20, specifically, n +
An opening 20a having a substantially tapered side surface is formed at a position corresponding to a region where the type source regions 4a and 4b and the p - type silicon carbide base regions 3a and 3b are to be formed. The formation of the substantially tapered opening 20a can be realized by performing isotropic etching or the like. In addition,
The size (width) of n + -type source regions 4a and 4b formed in a later step can be controlled by the angle of the side surface.

【0042】〔図2(b)に示す工程〕次に、マスク材
20をマスクとして、基板法線方向からp型不純物(例
えばボロンやアルミニウム等)のイオン注入を行う。こ
れにより、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが形成
される。このときp型不純物が注入される深さは、概ね
決定されているため、マスク材20の表面から所定の深
さ分だけ注入される。このため、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bは、開口部20aと同様の形状で形成さ
れる。
[Step shown in FIG. 2B] Next, ions of a p-type impurity (for example, boron or aluminum) are implanted from the normal direction of the substrate using the mask material 20 as a mask. Thus, p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed. At this time, since the depth at which the p-type impurity is implanted is substantially determined, the impurity is implanted from the surface of the mask material 20 by a predetermined depth. Therefore, p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed in the same shape as opening 20a.

【0043】〔図2(c)に示す工程〕さらに、先程用
いたマスク材20をマスクとして、基板法線方向からn
型不純物(例えば窒素)のイオン注入を行う。このとき
のイオン注入は、図2(b)で行ったp型不純物のイオ
ン注入時よりも小さなエネルギーで行う。これにより、
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bよりも浅い位置に
n型不純物が注入され、その部分におけるp型不純物が
補償されてn+ 型ソース領域4a、4bが形成される。
このとき、上述したようにn型不純物の注入深さは概ね
決定されているため、n+ 型ソース領域4a、4bは開
口部20aと同様の形状で注入される。
[Step shown in FIG. 2 (c)] Further, using the mask material 20 used earlier as a mask, n
Ion implantation of a type impurity (for example, nitrogen) is performed. The ion implantation at this time is performed with smaller energy than the ion implantation of the p-type impurity performed in FIG. This allows
An n-type impurity is implanted at a position shallower than p -- type silicon carbide base regions 3a, 3b, and the p-type impurity in that portion is compensated to form n + -type source regions 4a, 4b.
At this time, since the implantation depth of the n-type impurity is substantially determined as described above, the n + -type source regions 4a and 4b are implanted in the same shape as the opening 20a.

【0044】このとき、n+ 型ソース領域4a、4bを
形成するためのマスクをp- 型炭化珪素ベース領域3
a、3bを形成するためのマスクと同一のマスクを用い
て形成しているため、p- 型ベース領域3a、3bとn
+ 型ソース領域4a、4bとが自己整合的(セルフアラ
イン)に形成される。このため、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの形成位置とn+ 型ソース領域4a、4
bの形成位置とが正確な位置関係となる。
At this time, a mask for forming n + type source regions 4a and 4b is used as p type silicon carbide base region 3.
a, 3b are formed using the same mask as that for forming p -type base regions 3a, 3b and n.
+ Type source regions 4a and 4b are formed in a self-aligned manner (self-aligned). Therefore, the formation positions of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b
The position where b is formed has an accurate positional relationship.

【0045】〔図3(a)に示す工程〕マスク材20を
除去して、n- 型炭化珪素エピ層2を露出させる。 〔図3(b)に示す工程〕フォト・エッチングによっ
て、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3b及びn+型ソ
ース領域4a、4bの中央部に、n+ 型ソース領域4
a、4bを貫通してp - 型炭化珪素ベース領域3a、3
bまで達するコンタクトホールを形成する。
[Step shown in FIG. 3 (a)]
Remove and n-Type silicon carbide epilayer 2 is exposed. [Step shown in FIG. 3B]
And p--Type silicon carbide base regions 3a, 3b and n+Type
N at the center of the source regions 4a and 4b.+Mold source region 4
a, penetrating through 4b --Type silicon carbide base regions 3a, 3
A contact hole reaching up to b is formed.

【0046】この後、表面チャネル層5をエピタキシャ
ル成長させる等、図21〜図23に示す工程を経て、図
1に示した縦型パワーMOSFETが完成する。このよ
うに完成した縦型パワーMOSFETは、n+ 型ソース
領域4a、4bとp- 型炭化珪素ベース領域3a、3a
とが正確な位置関係で形成されているため、n- 型炭化
珪素エピ層2の表面におけるp- 型炭化珪素ベース領域
3a、3bの終端部からn+ 型ソース領域4a、4bの
終端部までの距離が正確に形成でき、この上部に形成さ
れるチャネル領域の長さ(チャネル長)を正確に設定す
ることができる。従って、素子の特性変動が少ない良好
な特性を有する縦型パワーMOSFETを製造すること
ができる。
Thereafter, the vertical power MOSFET shown in FIG. 1 is completed through the steps shown in FIGS. 21 to 23, such as by epitaxially growing the surface channel layer 5. The vertical power MOSFET thus completed has n + -type source regions 4a and 4b and p -- type silicon carbide base regions 3a and 3a.
Are formed in an accurate positional relationship, from the end of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b on the surface of n -type silicon carbide epilayer 2 to the end of n + -type source regions 4a and 4b. Can be accurately formed, and the length (channel length) of the channel region formed on this portion can be set accurately. Therefore, it is possible to manufacture a vertical power MOSFET having good characteristics with little characteristic fluctuation of the element.

【0047】なお、本実施形態では、図20に示す本出
願人が先に出願したもののように、ディープベース層3
0a、30bを形成していないものを示しているが、例
えばコンタクトホールからp型不純物をイオン注入する
等によって別途形成することもできる。 (第2実施形態)本実施形態に示される縦型パワーMO
SFETを図4に示す。この図4に示される縦型パワー
MOSFETも図1に示す縦型パワーMOSFETとほ
ぼ同様の構成であるため、異なる部分のみ説明し、同様
の部分は同じ部号を付して説明を省略する。
In the present embodiment, the deep base layer 3 shown in FIG.
Although 0a and 30b are not formed, they can be formed separately by, for example, ion-implanting p-type impurities through contact holes. (Second Embodiment) Vertical power MO shown in this embodiment
The SFET is shown in FIG. Since the vertical power MOSFET shown in FIG. 4 has almost the same configuration as the vertical power MOSFET shown in FIG. 1, only different portions will be described, and the same portions will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0048】図4に示すように、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの側面及びn+ 型ソース領域4a、4b
の側面は、共に基板表面(n- 型炭化珪素エピ層2の表
面)に対して略垂直な形状を成しており、それぞれが略
平行な関係となっている。なお、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの底面及びn+ 型ソース領域4a、4b
の底面は、基板表面(n- 型炭化珪素エピ層2の表面)
と略平行となっている。本実施形態における縦型パワー
MOSFETは、この点において図1に示す縦型パワー
MOSFETと異なっている。
As shown in FIG. 4, side surfaces of p -- type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b
Have a shape that is substantially perpendicular to the substrate surface (the surface of the n -type silicon carbide epilayer 2), and are substantially parallel to each other. The bottom surfaces of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b
Is the substrate surface (the surface of the n -type silicon carbide epilayer 2)
And it is almost parallel. The vertical power MOSFET according to the present embodiment is different from the vertical power MOSFET shown in FIG. 1 in this point.

【0049】次に、図1に示された縦型パワーMOSF
ETの製造工程を図5、図6に基づいて説明する。但
し、これらの図では、上述した図21〜図23に示した
従来の製造工程と異なる部分についてのみ示してあり、
同様の部分については説明を省略する。まず、図21
(a)に示すように、n+ 型炭化珪素半導体基板1の上
にn- 型炭化珪素エピ層2を成膜したものを用意する。
そして、以下に示す工程を順に実施する。
Next, the vertical power MOSF shown in FIG.
The manufacturing process of the ET will be described with reference to FIGS. However, in these figures, only the portions different from the conventional manufacturing process shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown,
The description of the same parts is omitted. First, FIG.
As shown in FIG. 1A, an n -type silicon carbide semiconductor layer 1 having an n -type silicon carbide epitaxial layer 2 formed thereon is prepared.
Then, the following steps are sequentially performed.

【0050】〔図5(a)に示す工程〕n- 型炭化珪素
エピ層2の上にシリコン酸化膜等によってマスク材22
を成膜する。そして、このマスク材22の所定領域、具
体的にはn+ 型ソース領域4a、4b及びp- 型炭化珪
素ベース領域3a、3bを形成する予定領域に対応する
領域に側面が略垂直となる開口部22aを形成する。
[Step shown in FIG. 5A] A mask material 22 is formed on the n -type silicon carbide epilayer 2 by a silicon oxide film or the like.
Is formed. An opening whose side surface is substantially perpendicular to a predetermined region of mask material 22, specifically, a region corresponding to a region where n + -type source regions 4a and 4b and p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are to be formed. The part 22a is formed.

【0051】〔図5(b)に示す工程〕次に、マスク材
22をマスクとして、基板法線方向からp型不純物(例
えばボロンやアルミニウム等)のイオン注入を行う。こ
れにより、p型不純物が所定深さ分注入されて、p-
炭化珪素ベース領域3a、3bが形成される。このと
き、マスク材22の開口部の側面を基板表面に対して略
垂直としているため、p-型炭化珪素ベース領域3a、
3bは、その側面が基板表面に対して略垂直となって形
成される。
[Step shown in FIG. 5B] Next, ions of a p-type impurity (for example, boron or aluminum) are implanted from the normal direction of the substrate using the mask material 22 as a mask. As a result, p-type impurities are implanted to a predetermined depth to form p -type silicon carbide base regions 3a and 3b. At this time, since the side surface of the opening of mask material 22 is substantially perpendicular to the substrate surface, p -type silicon carbide base region 3a,
3b is formed with its side surface substantially perpendicular to the substrate surface.

【0052】〔図5(c)に示す工程〕次に、開口部2
2aを含むマスク材22上の全面(ウェハ全面)に、T
EOS酸化膜23を形成する。これにより、開口部22
a内もTEOS酸化膜23で満たされる。このとき、T
EOS酸化膜23のうち、開口部22a内に入り込んだ
部分は、開口部22aの中央部分ではマスク材22上の
ものと同等の厚みで形成され、開口部22aの開口端近
傍においては他の中央部分よりも厚く形成される。ま
た、このとき、開口部22aに入り込んだTEOS酸化
膜23における開口部22aの開口端からの厚さは、い
ずれの位置においても全てほぼ同等となる。
[Step shown in FIG. 5C] Next, the opening 2
2a, the entire surface of the mask material 22 (the entire surface of the wafer)
An EOS oxide film 23 is formed. Thereby, the opening 22
a is also filled with the TEOS oxide film 23. At this time, T
The portion of the EOS oxide film 23 that has entered the opening 22a is formed at the central portion of the opening 22a to have the same thickness as that on the mask material 22, and the other center near the opening end of the opening 22a. It is formed thicker than the part. At this time, the thickness of the TEOS oxide film 23 that has entered the opening 22a from the opening end of the opening 22a is substantially the same at any position.

【0053】〔図6(a)に示す工程〕マスク材22上
のTEOS酸化膜23が無くなる程度まで、TEOS酸
化膜23をエッチバックする。これにより、TEOS酸
化膜23は、開口部22a内に入り込んだもののうち、
厚く形成された部分(中央部分以外)が残留して中央部
分が開口するため、開口部22aの開口面積が縮小され
る。また、このとき、残留したTEOS酸化膜23にお
ける開口部23aの開口端からの厚さはいずれの位置に
おいても全てほぼ同等となる。
[Step shown in FIG. 6A] The TEOS oxide film 23 is etched back until the TEOS oxide film 23 on the mask material 22 disappears. As a result, the TEOS oxide film 23 is one of those that have entered the opening 22a.
Since the thick portion (other than the central portion) remains and the central portion is opened, the opening area of the opening 22a is reduced. Further, at this time, the thickness of the remaining TEOS oxide film 23 from the opening end of the opening 23a is substantially the same at any position.

【0054】〔図6(b)に示す工程〕さらに、マスク
材22及びTEOS酸化膜23をマスクとして、基板法
線方向からn型不純物(例えば窒素)のイオン注入を行
う。このときのイオン注入は、図5(b)で行ったp型
不純物のイオン注入時よりも小さなエネルギーで行う。
これにより、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bより
も浅い位置にn型不純物が注入され、その部分における
p型不純物が補償されてn+ 型ソース領域4a、4bが
形成される。
[Step shown in FIG. 6B] Using the mask material 22 and the TEOS oxide film 23 as a mask, ions of an n-type impurity (for example, nitrogen) are implanted from the normal direction of the substrate. The ion implantation at this time is performed with smaller energy than the ion implantation of the p-type impurity performed in FIG.
As a result, n-type impurities are implanted at a position shallower than p -- type silicon carbide base regions 3a and 3b, and the p-type impurities in those portions are compensated to form n + -type source regions 4a and 4b.

【0055】このとき、TEOS酸化膜23の開口部2
3aの開口端から、マスク材22の開口部22aの開口
端までの間隔がいずれの位置においても一定となってい
るため、n+ 型ソース領域4a、4bはp- 型炭化珪素
ベース領域3a、3bに対して、正確な位置関係で形成
される。 〔図6(c)に示す工程〕マスク材22及びTEOS酸
化膜23を除去してn- 型炭化珪素エピ層2を露出させ
る。そして、さらにフォト・エッチングによって、p-
型炭化珪素ベース領域3a、3b及びn+ 型ソース領域
4a、4bの中央部に、n+ 型ソース領域4a、4bを
貫通してp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bまで達す
るコンタクトホールを形成する。
At this time, the opening 2 of the TEOS oxide film 23
Since the distance from the opening end of 3a to the opening end of opening 22a of mask material 22 is constant at any position, n + -type source regions 4a and 4b have p -- type silicon carbide base region 3a, 3b is formed in an accurate positional relationship. [Step shown in FIG. 6C] The mask material 22 and the TEOS oxide film 23 are removed to expose the n -type silicon carbide epilayer 2. Then, by further photo-etching, p -
Type silicon carbide base regions 3a, 3b and the n + -type source region 4a, the middle portion of the 4b, n + -type source region 4a, through the 4b p - -type silicon carbide base region 3a, a contact hole reaching 3b formed I do.

【0056】この後、表面チャネル層5をエピタキシャ
ル成長させる等、図21〜図23に示す工程を経て、図
4に示した縦型パワーMOSFETが完成する。このよ
うに完成した縦型パワーMOSFETは、n+ 型ソース
領域とp- 型炭化珪素ベース領域3a、3aとが正確な
位置関係で形成されるため、第1実施形態と同様の効果
を得ることができる。
Thereafter, through the steps shown in FIGS. 21 to 23, such as by epitaxially growing the surface channel layer 5, the vertical power MOSFET shown in FIG. 4 is completed. In the completed vertical power MOSFET, the n + type source region and the p type silicon carbide base regions 3a, 3a are formed in a precise positional relationship, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. Can be.

【0057】(第3実施形態)本実施形態に示される縦
型パワーMOSFETを図7に示す。この図7に示され
る縦型パワーMOSFETも図1に示す縦型パワーMO
SFETとほぼ同様の構成であるため、異なる部分のみ
説明し、同様の部分は同じ部号を付して説明を省略す
る。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows a vertical power MOSFET shown in this embodiment. The vertical power MOSFET shown in FIG.
Since the configuration is almost the same as that of the SFET, only different portions will be described, and similar portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0058】図7に示すように、p- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの側面は、共に基板表面(n- 型炭化珪
素エピ層2の表面)に対して略テーパ形状を成してい
る。一方、n+ 型ソース領域4a、4bの側面は、基板
表面に対して略垂直な形状を成している。このため、p
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの側面とn+ 型ソー
ス領域4a、4bの側面が平行になっていない。なお、
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの底面及びn+
ソース領域4a、4bの底面は基板表面に対して略平行
となっており、互いに略平行な関係となっている。本実
施形態における縦型パワーMOSFETは、この点にお
いて図1に示す縦型パワーMOSFETと異なってい
る。
As shown in FIG. 7, the side surfaces of p - type silicon carbide base regions 3a and 3b are both substantially tapered with respect to the substrate surface (the surface of n - type silicon carbide epilayer 2). . On the other hand, the side surfaces of the n + type source regions 4a and 4b are substantially perpendicular to the substrate surface. Therefore, p
- type silicon carbide base region 3a, the side surface and the n + -type source region 4a of 3b, the side of the 4b not parallel. In addition,
The bottom surfaces of the p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and the bottom surfaces of the n + -type source regions 4a and 4b are substantially parallel to the substrate surface and are substantially parallel to each other. The vertical power MOSFET according to the present embodiment is different from the vertical power MOSFET shown in FIG. 1 in this point.

【0059】次に、図7に示された縦型パワーMOSF
ETの製造工程を図8に基づいて説明する。但し、この
図では、上述した図21〜図23に示した従来の製造工
程と異なる部分についてのみ示してあり、同様の部分に
ついては説明を省略する。まず、図21(a)に示すよ
うに、n+ 型炭化珪素半導体基板1の上にn- 型炭化珪
素エピ層2を成膜したものを用意する。そして、以下に
示す工程を順に実施する。
Next, the vertical power MOSF shown in FIG.
The manufacturing process of the ET will be described with reference to FIG. However, in this figure, only parts different from the conventional manufacturing steps shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown, and description of similar parts is omitted. First, as shown in FIG. 21A, an n -type silicon carbide semiconductor substrate 1 having an n -type silicon carbide epilayer 2 formed thereon is prepared. Then, the following steps are sequentially performed.

【0060】〔図8(a)に示す工程〕n- 型炭化珪素
エピ層2の上にシリコン酸化膜等によってマスク材25
を成膜する。そして、このマスク材25の所定領域、具
体的にはn+ 型ソース領域4a、4b及びp- 型炭化珪
素ベース領域3a、3bを形成する予定領域に対応する
領域に側面が略垂直となる開口部25aを形成する。
[Step shown in FIG. 8A] A mask material 25 is formed on the n -type silicon carbide epilayer 2 by a silicon oxide film or the like.
Is formed. An opening whose side surface is substantially perpendicular to a predetermined region of mask material 25, specifically, a region corresponding to a region where n + -type source regions 4a and 4b and p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are to be formed. The part 25a is formed.

【0061】この後、基板を回転させながらp型不純物
(例えばボロンやアルミニウム等)を斜めイオン注入
し、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bを形成する。
このように、斜めイオン注入によってp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3bを形成しているため、p- 型炭化珪
素ベース領域3a、3bの側面は基板表面に対して略テ
ーパ形状となる。
Thereafter, p-type impurities (for example, boron or aluminum) are obliquely ion-implanted while rotating the substrate to form p - type silicon carbide base regions 3a and 3b.
As described above, since p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed by oblique ion implantation, the side surfaces of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are substantially tapered with respect to the substrate surface.

【0062】また、このとき、斜めイオン注入によって
注入されるp型不純物の深さは、イオン注入時のエネル
ギーによって概ね決定されているため、マスク材25の
開口部25aの開口端から等間隔の深さまでp型不純物
が注入される。このため、p - 型炭化珪素ベース領域3
a、3bの終端部と開口部25aの開口端との間隔は一
定となる。
At this time, by oblique ion implantation,
The depth of the implanted p-type impurity depends on the energy at the time of ion implantation.
Because it is generally determined by the energy of the mask material 25
P-type impurities from the opening end of the opening 25a to a depth at an equal interval.
Is injected. Therefore, p --Type silicon carbide base region 3
The distance between the terminal ends of the openings a and 3b and the opening end of the opening 25a is one.
It will be fixed.

【0063】〔図8(b)に示す工程〕次に、先程用い
たマスク材25をマスクとして、基板法線方向からn型
不純物(例えば窒素)のイオン注入を行う。このときの
イオン注入は、図8(a)で行ったp型不純物のイオン
注入時よりも小さなエネルギーで行う。これにより、p
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bよりも浅くn型不純
物が注入され、その部分におけるp型不純物が補償され
てn+ 型ソース領域4a、4bが形成される。
[Step shown in FIG. 8 (b)]
N-type from the substrate normal direction using the mask material 25
Impurity (eg, nitrogen) ion implantation is performed. At this time
The ion implantation is performed using the p-type impurity ions performed in FIG.
Perform with less energy than during injection. This gives p
-Shallower than n-type silicon carbide base regions 3a, 3b and n-type impurity
Is implanted, and p-type impurities in that part are compensated.
T+Form source regions 4a and 4b are formed.

【0064】このとき、n+ 型ソース領域4a、4b
は、終端部が開口部25aの開口端とほぼ一致して形成
されるため、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの終
端部からn+ 型ソース領域4a、4bの終端部までの間
隔が一定となり、n+ 型ソース領域とp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3aとが正確な位置関係で形成される。
なお、このように、基板表面の法線方向からのイオン注
入によってn+ 型ソース領域4a、4bを形成している
ため、n+ 型ソース領域4a、4bの側面は基板表面に
対して略垂直な形状となる。
At this time, n + type source regions 4a, 4b
Is formed so that the terminal end is substantially coincident with the opening end of opening 25a, so that the distance from the terminal of p -type silicon carbide base regions 3a, 3b to the terminal of n + -type source regions 4a, 4b is increased. It becomes constant, and the n + type source region and the p type silicon carbide base region 3a, 3a are formed in an accurate positional relationship.
Since the n + -type source regions 4a and 4b are formed by ion implantation from the normal direction of the substrate surface, the side surfaces of the n + -type source regions 4a and 4b are substantially perpendicular to the substrate surface. Shape.

【0065】〔図8(c)に示す工程〕マスク材25を
除去してn- 型炭化珪素エピ層2を露出させる。そし
て、さらにフォト・エッチングによって、p- 型炭化珪
素ベース領域3a、3b及びn+型ソース領域4a、4
bの中央部に、n+ 型ソース領域4a、4bを貫通して
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bまで達するコンタ
クトホールを形成する。
[Step shown in FIG. 8C]
Remove and n-Type silicon carbide epilayer 2 is exposed. Soshi
And by photo etching, p-Type silicon carbide
Elementary base regions 3a, 3b and n+Mold source regions 4a, 4
In the center of b, n+Through the mold source regions 4a, 4b
p -Contour reaching silicon carbide base regions 3a and 3b
Form a hole.

【0066】この後、表面チャネル層5をエピタキシャ
ル成長させる等、図21〜図23に示す工程を経て、図
7に示した縦型パワーMOSFETが完成する。このよ
うに完成した縦型パワーMOSFETは、n+ 型ソース
領域4a、4bとp- 型炭化珪素ベース領域3a、3a
とが正確な位置関係で形成されるため、第1実施形態と
同様の効果が得られる。
Thereafter, the vertical power MOSFET shown in FIG. 7 is completed through the steps shown in FIGS. 21 to 23, such as by epitaxially growing the surface channel layer 5. The vertical power MOSFET thus completed has n + -type source regions 4a and 4b and p -- type silicon carbide base regions 3a and 3a.
Are formed in an accurate positional relationship, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0067】(第4実施形態)本実施形態に示される縦
型パワーMOSFETは、第2実施形態における縦型パ
ワーMOSFET(図4参照)と同様の構成であり製造
方法が異なるため、構成についての説明は省略し、製造
工程についてのみ説明を行う。本実施形態における縦型
パワーMOSFETの製造工程を図9、図10に基づい
て説明する。但し、これらの図では、上述した図21〜
図23に示した従来の製造工程と異なる部分についての
み示してあり、同様の部分については説明を省略する。
(Fourth Embodiment) The vertical power MOSFET shown in the present embodiment has the same configuration as the vertical power MOSFET (see FIG. 4) in the second embodiment, and the manufacturing method is different. Description will be omitted, and only the manufacturing process will be described. The manufacturing process of the vertical power MOSFET according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. However, in these figures, FIGS.
Only parts different from the conventional manufacturing process shown in FIG. 23 are shown, and description of similar parts is omitted.

【0068】まず、図21(a)に示すように、n+
炭化珪素半導体基板1の上にn- 型炭化珪素エピ層2を
成膜したものを用意する。そして、以下に示す工程を順
に実施する。 〔図9(a)に示す工程〕n- 型炭化珪素エピ層2の上
にシリコン窒化膜(Si3 4 膜)41を所望の厚さで
成膜し、さらにシリコン酸化膜(SiO2 膜)42を所
望の厚さで成膜する。そして、フォトレジスト43を堆
積したのち、フォトレジストのうちn+ 型ソース領域4
a、4bを形成する予定の領域を開口させる。
[0068] First, as shown in FIG. 21 (a), n on the n + -type silicon carbide semiconductor substrate 1 - is prepared which was deposited type silicon carbide epitaxial layer 2. Then, the following steps are sequentially performed. [Step shown in FIG. 9 (a)] A silicon nitride film (Si 3 N 4 film) 41 is formed to a desired thickness on the n -type silicon carbide epilayer 2 and further a silicon oxide film (SiO 2 film) ) 42 is formed in a desired thickness. After the photoresist 43 is deposited, the n + -type source region 4 of the photoresist is deposited.
Open regions where a and 4b are to be formed.

【0069】〔図9(b)に示す工程〕CF4 +H2
スを用い、RIE(リアクティブ・イオン・エッチン
グ)によってシリコン酸化膜42のうち、n+ 型ソース
領域4a、4bを形成する予定の領域に開口部42aを
設ける。このとき、CF4 +H2 ガスを用いてエッチン
グを行っているため、シリコン酸化膜のみが選択エッチ
ングされ、シリコン窒化膜41はエッチングされないで
残る。
[Step shown in FIG. 9B] The n + -type source regions 4a and 4b of the silicon oxide film 42 are to be formed by RIE (reactive ion etching) using CF 4 + H 2 gas. The opening 42a is provided in the region of. At this time, since the etching is performed using the CF 4 + H 2 gas, only the silicon oxide film is selectively etched, and the silicon nitride film 41 remains without being etched.

【0070】〔図9(c)に示す工程〕次に、ドライエ
ッチングによってシリコン窒化膜41の一部を除去し、
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが形成される予定
の領域に開口部41aを設ける。具体的には、シリコン
窒化膜41を横方向にエッチングすることで上記領域を
開口させる。このドライエッチングのエッチング量の制
御は、エッチングガスの選択やエッチング時間の制御等
によって行うようにしている。このときのドライエッチ
ングによる横方向のエッチング量はいずれの方向に対し
ても同等となるため、開口部42aの開口端から開口部
41aの開口端までの間隔がいずれの方向においても同
等になる。
[Step shown in FIG. 9C] Next, a part of the silicon nitride film 41 is removed by dry etching.
An opening 41a is provided in a region where p - type silicon carbide base regions 3a and 3b are to be formed. Specifically, the region is opened by etching the silicon nitride film 41 in the lateral direction. The amount of the dry etching is controlled by selecting an etching gas, controlling the etching time, and the like. At this time, the amount of dry etching in the horizontal direction is equal in any direction, and therefore, the distance from the opening end of the opening 42a to the opening end of the opening 41a is equal in any direction.

【0071】〔図10(a)に示す工程〕フォトレジス
ト43を除去したのち、シリコン酸化膜42をマスクと
してイオン注入を行い、n+ 型ソース領域4a、4bを
形成する。 〔図10(b)に示す工程〕そして、シリコン酸化膜4
2を除去したのち、シリコン窒化膜41をマスクとして
p型不純物(例えば、ボロンやアルミニウム)をイオン
注入する。これにより、p- 型炭化珪素ベース領域3
a、3bが形成される。
[Step shown in FIG. 10A] After removing the photoresist 43, ion implantation is performed using the silicon oxide film 42 as a mask to form n + -type source regions 4a and 4b. [Step shown in FIG. 10B] And the silicon oxide film 4
2 are removed, and a p-type impurity (for example, boron or aluminum) is ion-implanted using the silicon nitride film 41 as a mask. Thereby, p -type silicon carbide base region 3
a, 3b are formed.

【0072】このとき、開口部41aの開口端が開口部
42aの開口端までの距離がいずれの位置においてもほ
ぼ等しくなっているため、シリコン酸化膜42をマスク
にして形成したn+ 型ソース領域4a、4bと、シリコ
ン窒化膜41をマスクにして形成したp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3bとが自己整合的に形成される。この
後、シリコン窒化膜41を除去し、フォト・エッチング
によって、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3b及びn
+ 型ソース領域4a、4bの中央部に、n + 型ソース領
域4a、4bを貫通してp- 型炭化珪素ベース領域3
a、3bまで達するコンタクトホールを形成する。さら
に表面チャネル層5をエピタキシャル成長させる等、図
21〜図23に示す工程を経て、本実施形態における縦
型パワーMOSFETが完成する。
At this time, the opening end of the opening 41a is
No matter where the distance to the open end of 42a is,
Since they are almost equal, the silicon oxide film 42 is masked.
N formed+Type source regions 4a, 4b and silicon
Formed using the nitride film 41 as a mask.-Type silicon carbide
Source regions 3a and 3b are formed in a self-aligned manner. this
After that, the silicon nitride film 41 is removed and photo-etching is performed.
By p--Type silicon carbide base regions 3a, 3b and n
+In the center of the mold source regions 4a and 4b, n +Type source area
P through areas 4a, 4b--Type silicon carbide base region 3
Contact holes reaching a and 3b are formed. Further
Such as epitaxially growing the surface channel layer 5 in FIG.
Through the steps shown in FIG. 21 to FIG.
The type power MOSFET is completed.

【0073】このように完成した縦型パワーMOSFE
Tは、n+ 型ソース領域4a、4bとp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3aとが正確な位置関係で形成されるた
め、第1実施形態と同様の効果が得られる。 (第5実施形態)本実施形態に示される縦型パワーMO
SFETは、第2実施形態における縦型パワーMOSF
ET(図4参照)と同様の構成であり製造方法が異なる
ため、構成についての説明は省略し、製造工程について
のみ説明を行う。
The vertical power MOSFET thus completed
In T, the same effects as in the first embodiment can be obtained because the n + type source regions 4a and 4b and the p type silicon carbide base regions 3a and 3a are formed in a precise positional relationship. (Fifth Embodiment) Vertical power MO shown in this embodiment
The SFET is a vertical power MOSF according to the second embodiment.
Since the configuration is the same as that of ET (see FIG. 4) and the manufacturing method is different, the description of the configuration is omitted and only the manufacturing process will be described.

【0074】本実施形態における縦型パワーMOSFE
Tの製造工程を図11、図12に基づいて説明する。但
し、これらの図では、上述した図21〜図23に示した
従来の製造工程と異なる部分についてのみ示してあり、
同様の部分については説明を省略する。まず、図21
(a)に示すように、n+ 型炭化珪素半導体基板1の上
にn- 型炭化珪素エピ層2を成膜したものを用意する。
そして、以下に示す工程を順に実施する。
The vertical power MOSFET according to the present embodiment
The manufacturing process of T will be described with reference to FIGS. However, in these figures, only the portions different from the conventional manufacturing process shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown,
The description of the same parts is omitted. First, FIG.
As shown in FIG. 1A, an n -type silicon carbide semiconductor layer 1 having an n -type silicon carbide epitaxial layer 2 formed thereon is prepared.
Then, the following steps are sequentially performed.

【0075】〔図11(a)に示す工程〕n- 型炭化珪
素エピ層2の上にポリシリコン膜45を所望の厚さで成
膜し、さらにシリコン窒化膜(Si3 4 膜)46を所
望の厚さで成膜する。そして、フォトレジスト47を堆
積したのち、フォトレジスト47のうちn+ 型ソース領
域4a、4bを形成する予定の領域を開口させる。
[Step shown in FIG. 11A] A polysilicon film 45 is formed to a desired thickness on the n -type silicon carbide epilayer 2, and a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) 46 is further formed. Is formed in a desired thickness. Then, after the photoresist 47 is deposited, the regions of the photoresist 47 where the n + -type source regions 4a and 4b are to be formed are opened.

【0076】〔図11(b)に示す工程〕RIE(リア
クティブ・イオン・エッチング)によってシリコン窒化
膜46及びポリシリコン膜45のうち、n+ 型ソース領
域4a、4bを形成する予定の領域に開口部48を設け
る。 〔図11(c)に示す工程〕フォトレジスト47を除去
したのち、シリコン窒化膜46をマスクとしてイオン注
入を行い、n+ 型ソース領域4a、4bを形成する。
[Step shown in FIG. 11B] In the silicon nitride film 46 and the polysilicon film 45 by RIE (reactive ion etching), the regions where the n + -type source regions 4a and 4b are to be formed are formed. An opening 48 is provided. [Step shown in FIG. 11C] After the photoresist 47 is removed, ion implantation is performed using the silicon nitride film 46 as a mask to form n + -type source regions 4a and 4b.

【0077】〔図12(a)に示す工程〕シリコン窒化
膜46をマスクとしてLOCOS(Local Oxi
dation of Silicon)酸化を行い、ポ
リシリコン膜45を部分的に酸化する。これにより、ポ
リシリコン膜45のうち、開口部48の近傍の部分45
aは酸化シリコンとなる。このとき、ポリシリコン膜4
5は、開口部48の開口端からいずれの方向にも同等な
距離だけ酸化される。
[Step shown in FIG. 12A] LOCOS (Local Oxi) using silicon nitride film 46 as a mask.
(dation of Silicon) oxidation to partially oxidize the polysilicon film 45. As a result, a portion 45 of the polysilicon film 45 near the opening 48 is formed.
a is silicon oxide. At this time, the polysilicon film 4
5 is oxidized from the opening end of the opening 48 by an equal distance in any direction.

【0078】そして、フッ酸等を用いて、シリコン窒化
膜46とポリシリコン膜45の酸化部分45aをエッチ
ング除去する。これにより、ポリシリコン膜45には、
+型ソース領域4a、4bを形成したときの開口部4
8に比して、いずれの方向にも所定量大きくなった開口
部49が形成される。 〔図12(b)に示す工程〕そして、シリコン窒化膜4
6及びポリシリコン45の酸化部分45aを除去したの
ち、ポリシリコン膜45をマスクとしてp型不純物(例
えば、ボロンやアルミニウム)をイオン注入する。これ
により、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが形成さ
れる。
Then, the oxidized portion 45a of the silicon nitride film 46 and the polysilicon film 45 is removed by etching using hydrofluoric acid or the like. Thereby, the polysilicon film 45 has
Opening 4 when n + -type source regions 4a and 4b are formed
8, an opening 49 which is larger in each direction by a predetermined amount is formed. [Step shown in FIG. 12B] Then, the silicon nitride film 4
6 and the oxidized portion 45a of the polysilicon 45 are removed, and then a p-type impurity (for example, boron or aluminum) is ion-implanted using the polysilicon film 45 as a mask. Thus, p -type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed.

【0079】このとき、開口部49の開口端が開口部4
2aの開口端までの距離がいずれの位置においてもほぼ
等しくなっているため、シリコン窒化膜46をマスクに
して形成したn+ 型ソース領域4a、4bと、ポリシリ
コン膜45をマスクにして形成したp- 型炭化珪素ベー
ス領域3a、3bとが自己整合的に形成される。この
後、ポリシリコン膜45を除去し、フォト・エッチング
によって、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3b及びn
+ 型ソース領域4a、4bの中央部に、n + 型ソース領
域4a、4bを貫通してp- 型炭化珪素ベース領域3
a、3bまで達するコンタクトホールを形成する。さら
に表面チャネル層5をエピタキシャル成長させる等、図
21〜図23に示す工程を経て、本実施形態における縦
型パワーMOSFETが完成する。
At this time, the opening end of the opening 49 is
The distance to the opening end of 2a is almost
Since they are equal, the silicon nitride film 46 is used as a mask.
N formed+Type source regions 4a, 4b and polysilicon.
P formed by using the capacitor film 45 as a mask-Type silicon carbide base
Are formed in a self-aligned manner. this
After that, the polysilicon film 45 is removed and photo-etching is performed.
By p--Type silicon carbide base regions 3a, 3b and n
+In the center of the mold source regions 4a and 4b, n +Type source area
P through areas 4a, 4b--Type silicon carbide base region 3
Contact holes reaching a and 3b are formed. Further
Such as epitaxially growing the surface channel layer 5 in FIG.
Through the steps shown in FIG. 21 to FIG.
The type power MOSFET is completed.

【0080】このように完成した縦型パワーMOSFE
Tは、n+ 型ソース領域4a、4bとp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3aとが正確な位置関係で形成されるた
め、第1実施形態と同様の効果が得られる。 (第6実施形態)本実施形態に示される縦型パワーMO
SFETを図13に示す。本実施形態では、n+ 型ソー
ス領域4a、4bやp- 型炭化珪素ベース領域3a、3
bに加えて、ディープベース層30a、30bも自己整
合的に形成できるようにする。なお、図13に示される
縦型パワーMOSFETは、図1に示す縦型パワーMO
SFETとほぼ同様の構成であるため、異なる部分のみ
説明し、同様の部分は同じ部号を付して説明を省略す
る。
The vertical power MOSFET thus completed
In T, the same effects as in the first embodiment can be obtained because the n + type source regions 4a and 4b and the p type silicon carbide base regions 3a and 3a are formed in a precise positional relationship. (Sixth Embodiment) A vertical power MO shown in this embodiment
The SFET is shown in FIG. In the present embodiment, n + type source regions 4a and 4b and p type silicon carbide base regions 3a and 3b
In addition to b, the deep base layers 30a and 30b can be formed in a self-aligned manner. It should be noted that the vertical power MOSFET shown in FIG.
Since the configuration is almost the same as that of the SFET, only different portions will be described, and similar portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0081】図13に示すように、p- 型炭化珪素ベー
ス領域3a、3b及びn+ 型ソース領域4a、4bが形
成されたn- 型炭化珪素エピ層2の表面は、p- 型炭化
珪素ベース領域3a、3bの中央部において凹部50を
成している。この凹部50は、基板表面に水平方向を成
す底面50aと、基板表面に対して略テーパ形状を成す
側面50bより構成されており、いわゆるバスタブ形状
を成している。
As shown in FIG. 13, the surface of n -type silicon carbide epilayer 2 in which p -type silicon carbide base regions 3a and 3b and n + -type source regions 4a and 4b are formed is formed of p -type silicon carbide. A concave portion 50 is formed at the center of the base regions 3a and 3b. The concave portion 50 is composed of a bottom surface 50a forming a horizontal direction on the substrate surface and a side surface 50b forming a substantially tapered shape with respect to the substrate surface, and has a so-called bathtub shape.

【0082】この凹部50は、n+ 型ソース領域4a、
4bを貫通してp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bに
達するようになっている。この凹部50の下部におい
て、p - 型炭化珪素ベース領域3a、3bは部分的に深
く形成されており、この部分がディープベース層30
a、30bを構成している。このp- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bを部分的に深くしたディープベース層3
0a、30bは、基板表面に水平方向を成す底面50a
と、基板表面に対して略テーパ形状を成す側面50bよ
り構成されて、凹部50と略平行な形状となっている。
また、ディープベース層30a、30bは、n+ 型ソー
ス領域4a、4bとほぼオーバラップしない位置に形成
されている。
This concave portion 50+Mold source region 4a,
4b through p-Type silicon carbide base regions 3a, 3b
Has been reached. At the bottom of this recess 50
And p -Type silicon carbide base regions 3a and 3b are partially deep
This portion is formed in the deep base layer 30.
a and 30b. This p-Type silicon carbide base
Deep base layer 3 in which regions 3a and 3b are partially deepened
0a and 30b are horizontal bottom surfaces 50a on the substrate surface.
And a side surface 50b having a substantially tapered shape with respect to the substrate surface.
And has a shape substantially parallel to the concave portion 50.
Further, the deep base layers 30a and 30b have n+Mold saw
Formed at a position that does not substantially overlap with the storage regions 4a and 4b
Have been.

【0083】ここで、仮に、凹部50の側面50bを基
板表面に対して垂直にした場合には、凹部50のコーナ
ーからn- 型炭化珪素エピ層2までの最短距離、つまり
凹部50のコーナー近傍におけるp- 型炭化珪素ベース
領域3a、3bの幅が非常に小さくなるため、この部分
における抵抗値が高くなってしまう。しかしながら、n
- 型炭化珪素エピ層2、p- 型炭化珪素ベース領域3
a、3b及びn+ 型ソース領域4a、4bで構成される
寄生トランジスタを動作させにくくするためには、より
- 型炭化形成ベース領域3a、3bの内部抵抗を小さ
くするのが好ましい。このため、凹部50のコーナーか
らn- 型炭化珪素エピ層2までの最短距離をできるだけ
長くできるように、凹部50及びディープベース層30
a、30bの側面50bをテーパ形状としている。
Here, if side surface 50b of concave portion 50 is perpendicular to the substrate surface, the shortest distance from the corner of concave portion 50 to n -type silicon carbide epilayer 2, ie, the vicinity of the corner of concave portion 50 In this case, the width of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b becomes very small, so that the resistance value in this portion becomes high. However, n
- type silicon carbide epitaxial layer 2, p - type silicon carbide base region 3
In order to make it difficult to operate a parasitic transistor composed of a, 3b and n + -type source regions 4a, 4b, it is preferable to further reduce the internal resistance of p -type carbonized base regions 3a, 3b. Therefore, the concave portion 50 and the deep base layer 30 are formed so that the shortest distance from the corner of the concave portion 50 to the n -type silicon carbide epitaxial layer 2 can be made as long as possible.
The side surface 50b of each of a and 30b has a tapered shape.

【0084】また、表面チャネル層5aがn+ 型ソース
領域4a、4bの表面より上部に配置されている。これ
は、n+ 型ベース領域4a、4bを形成するよりも後で
表面チャネル層5aを形成しているためである。本実施
形態における縦型パワーMOSFETは、上記点におい
て図20に示す従来のものと異なっている。
Further, surface channel layer 5a is arranged above the surface of n + type source regions 4a, 4b. This is because the surface channel layer 5a is formed after forming the n + -type base regions 4a and 4b. The vertical power MOSFET according to the present embodiment is different from the conventional power MOSFET shown in FIG.

【0085】次に、図13に示された縦型パワーMOS
FETの製造工程を図14〜図16に基づいて説明す
る。但し、これらの図では、上述した図21〜図23に
示した従来の製造工程と異なる部分についてのみ示して
あり、同様の部分については説明を省略する。まず、図
21(a)に示すように、n+ 型炭化珪素半導体基板1
の上にn- 型炭化珪素エピ層2を成膜したものを用意す
る。そして、以下に示す工程を順に実施する。
Next, the vertical power MOS shown in FIG.
The manufacturing process of the FET will be described with reference to FIGS. However, in these figures, only the parts different from the conventional manufacturing steps shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown, and the description of the same parts is omitted. First, as shown in FIG. 21A, n + type silicon carbide semiconductor substrate 1
On which an n -type silicon carbide epilayer 2 is formed. Then, the following steps are sequentially performed.

【0086】〔図14(a)に示す工程〕n- 型炭化珪
素エピ層2の上にポリシリコン膜51を所望の厚さで成
膜し、さらにシリコン酸化膜(SiO2 膜)52を所望
の厚さで成膜する。そして、フォトレジスト53を堆積
したのち、フォトレジストのうちn+ 型ソース領域4
a、4bを形成する予定の領域を開口させる。
[Step shown in FIG. 14 (a)] A polysilicon film 51 is formed to a desired thickness on the n -type silicon carbide epilayer 2 and a silicon oxide film (SiO 2 film) 52 is further formed. Is formed with a thickness of After the photoresist 53 is deposited, the n + -type source region 4 in the photoresist is deposited.
Open regions where a and 4b are to be formed.

【0087】〔図14(b)に示す工程〕CF4 +H2
ガスを用い、RIE(リアクティブ・イオン・エッチン
グ)によってシリコン酸化膜52のうち、n+ 型ソース
領域4a、4bを形成する予定の領域に開口部52aを
設ける。このとき、CF4 +H2 ガスを用いてエッチン
グを行っているため、シリコン酸化膜のみが選択エッチ
ングされ、ポリシリコン膜51はエッチングされないで
残る。
[Step shown in FIG. 14B] CF 4 + H 2
An opening 52a is provided in a region of the silicon oxide film 52 where the n + -type source regions 4a and 4b are to be formed by RIE (reactive ion etching) using a gas. At this time, since the etching is performed using the CF 4 + H 2 gas, only the silicon oxide film is selectively etched, and the polysilicon film 51 remains without being etched.

【0088】〔図14(c)に示す工程〕次に、ドライ
エッチングによってポリシリコン膜51の一部を除去
し、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが形成される
予定の領域に開口部51aを設ける。具体的には、ポリ
シリコン膜51を横方向にエッチングすることで上記領
域を開口させる。このドライエッチングのエッチング量
の制御は、エッチングガスの選択やエッチング時間の制
御等によって行うようにしている。このときのドライエ
ッチングによる横方向のエッチング量はいずれの方向に
対しても同等となるため、開口部52aの開口端から開
口部51aの開口端までの間隔がいずれの方向において
も同等になる。
[Step shown in FIG. 14C] Next, a part of the polysilicon film 51 is removed by dry etching, and an opening is formed in a region where the p -type silicon carbide base regions 3 a and 3 b are to be formed. 51a is provided. Specifically, the region is opened by laterally etching the polysilicon film 51. The amount of the dry etching is controlled by selecting an etching gas, controlling the etching time, and the like. At this time, since the amount of dry etching in the horizontal direction is equal in any direction, the distance from the opening end of the opening 52a to the opening end of the opening 51a is equal in any direction.

【0089】〔図15(a)に示す工程〕フォトレジス
ト53を除去したのち、シリコン酸化膜52をマスクと
してイオン注入を行い、n+ 型ソース領域4a、4bを
形成する。 〔図15(b)に示す工程〕開口部52aを含むシリコ
ン酸化膜52上の全面(ウェハ全面)に、TEOS酸化
膜54をデポシションする。これにより、開口部52a
内もTEOS酸化膜54で満たされる。このとき、TE
OS酸化膜54のうち、開口部52内に入り込んだ部分
は、開口部52の中央部分ではシリコン酸化膜52上の
ものと同等の厚みで形成され、開口部52の開口端近傍
においては他の中央部分よりも厚く形成される。また、
このとき、開口部52に入り込んだTEOS酸化膜54
における開口部52の開口端からの厚さは、いずれの位
置においても全てほぼ同等となる。
[Step shown in FIG. 15A] After removing the photoresist 53, ion implantation is performed using the silicon oxide film 52 as a mask to form n + -type source regions 4a and 4b. [Step shown in FIG. 15B] A TEOS oxide film 54 is deposited on the entire surface of the silicon oxide film 52 including the opening 52a (the entire surface of the wafer). Thereby, the opening 52a
The inside is also filled with the TEOS oxide film 54. At this time, TE
The portion of the OS oxide film 54 that has entered the opening 52 is formed at the central portion of the opening 52 with the same thickness as that on the silicon oxide film 52, and in the vicinity of the opening end of the opening 52, another portion is formed. It is formed thicker than the central part. Also,
At this time, the TEOS oxide film 54 that has entered the opening 52
The thickness from the opening end of the opening 52 is substantially the same at any position.

【0090】〔図15(c)に示す工程〕シリコン酸化
膜52上のTEOS酸化膜54が無くなる程度まで、T
EOS酸化膜54をエッチバックする。これにより、T
EOS酸化膜54は、開口部52a内に入り込んだもの
のうち、厚く形成された部分(中央部分以外)が残留し
て中央部分が開口するため、開口部52aの開口面積が
縮小される。また、このとき、残留したTEOS酸化膜
54における開口部52の開口端からの厚さはいずれの
位置においても全てほぼ同等となる。
[Step shown in FIG. 15 (c)] T is maintained until the TEOS oxide film 54 on the silicon oxide film 52 disappears.
The EOS oxide film 54 is etched back. This gives T
The EOS oxide film 54 has a thicker portion (except for the central portion) of the EOS oxide film 54 that has entered the opening portion 52a, and the central portion is opened, so that the opening area of the opening portion 52a is reduced. Also, at this time, the thickness of the remaining TEOS oxide film 54 from the opening end of the opening 52 is substantially the same at any position.

【0091】〔図16(a)に示す工程〕シリコン酸化
膜52及びTEOS酸化膜54をマスクとして等方性の
ドライエッチングを行う。これにより、n- 型炭化珪素
エピ層2には、底面50aが基板表面に対して略平行を
成し、側面50bが基板表面に対してテーパ形状を成す
ような、n+ 型ソース領域4a、4bを貫通する凹部5
0が形成される。この凹部50は開口部52や開口部5
1のほぼ中央部に形成される。
[Step shown in FIG. 16A] Isotropic dry etching is performed using the silicon oxide film 52 and the TEOS oxide film 54 as a mask. Thus, n - -type silicon carbide epitaxial layer 2, a substantially parallel bottom surface 50a is the substrate surface, such as side 50b forms a tapered shape with respect to the substrate surface, n + -type source region 4a, Recess 5 penetrating through 4b
0 is formed. The recess 50 is provided with the opening 52 and the opening 5.
1 is formed substantially at the center.

【0092】〔図16(b)に示す工程〕シリコン酸化
膜52及びTEOS酸化膜54を除去し、ポリシリコン
膜54を露出させる。 〔図16(c)に示す工程〕そして、ポリシリコン膜5
4をマスクとしてp型不純物(例えば、ボロンやアルミ
ニウム)をイオン注入する。このとき、イオン注入深さ
が一定となるが、n - 型炭化珪素エピ層2には凹部50
が形成されているため、凹部50が形成されている分だ
けp型不純物が深くまでイオン注入される。具体的に
は、凹部50の表面から所定深さだけp型不純物が注入
されるため、凹部50が形成されている部分ではその分
だけ部分的に深くまでp型不純物が注入され、凹部50
と略平行を成すようにp型不純物が注入される。これに
より、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3bが形成さ
れ、部分的に深くなった部分がディープベース層30
a、30bとなる。
[Step shown in FIG. 16B] Silicon oxidation
After removing the film 52 and the TEOS oxide film 54, the polysilicon
The film 54 is exposed. [Step shown in FIG. 16C] Then, the polysilicon film 5 is formed.
4 as a mask with p-type impurities (for example, boron or aluminum).
Ion). At this time, the ion implantation depth
Is constant, but n -Recesses 50 in the silicon carbide epilayer 2
Is formed, so that the concave portion 50 is formed.
The p-type impurity is ion-implanted deeply. Specifically
Means that a p-type impurity is implanted by a predetermined depth from the surface of the concave portion 50.
Therefore, in the portion where the concave portion 50 is formed,
The p-type impurity is implanted only partially deeply,
P-type impurities are implanted so as to be substantially parallel to the above. to this
Than p-Type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed
The deepened part is the deep base layer 30.
a and 30b.

【0093】また、開口部51aの開口端から開口部5
2aの開口端までの距離がいずれの位置においてもほぼ
等しくなっているため、シリコン酸化膜52をマスクに
して形成したn+ 型ソース領域4a、4bと、ポリシリ
コン膜51をマスクにして形成したp- 型炭化珪素ベー
ス領域3a、3bとが自己整合的に形成される。この
後、ポリシリコン膜51を除去し、さらに表面チャネル
層5aをエピタキシャル成長させる等、図21〜図23
に示す工程を経て、図13に示した縦型パワーMOSF
ETが完成する。
The opening 5a extends from the opening end of the opening 51a.
Since the distance to the opening end of 2a is almost equal at any position, n + -type source regions 4a and 4b formed using silicon oxide film 52 as a mask and polysilicon film 51 as a mask are formed. P -type silicon carbide base regions 3a and 3b are formed in a self-aligned manner. Thereafter, the polysilicon film 51 is removed, and the surface channel layer 5a is further epitaxially grown.
Through the process shown in FIG. 13, the vertical power MOSF shown in FIG.
ET is completed.

【0094】このように完成した縦型パワーMOSFE
Tは、n+ 型ソース領域とp- 型炭化珪素ベース領域3
a、3aとが自己整合的に形成されているため、素子の
特性変動が少ないものとなる。 (第7実施形態)本実施形態では、第1実施形態とは別
の方法を用いて縦型パワーMOSFETを製造する場合
を説明する。なお、縦型パワーMOSFETの構造につ
いては、図13に示すものと同様であるため、構造につ
いての説明は省略する。
The vertical power MOSFET thus completed
T is an n + type source region and ap type silicon carbide base region 3
Since the elements a and 3a are formed in a self-aligned manner, the characteristic fluctuation of the element is small. (Seventh Embodiment) In this embodiment, a case where a vertical power MOSFET is manufactured by using a method different from that of the first embodiment will be described. Since the structure of the vertical power MOSFET is the same as that shown in FIG. 13, the description of the structure is omitted.

【0095】以下、本実施形態における縦型パワーMO
SFETの製造工程を図17〜図18に基づいて説明す
る。これらの図では、上述した図21〜図23に示した
従来の製造工程と異なる部分についてのみ示してあり、
同様の部分については説明を省略する。 〔図17(a)に示す工程〕n- 型炭化珪素エピ層2の
上にシリコン酸化膜61、ポリシリコン膜62、シリコ
ン(Si3 4 )窒化膜63、シリコン酸化膜64をそ
れぞれ所望の厚さで順に成膜する。そして、フォトレジ
スト65を堆積したのち、フォトレジストのうちn+
ソース領域4a、4bを形成する予定の領域を開口させ
る。
Hereinafter, the vertical power MO in this embodiment will be described.
The manufacturing process of the SFET will be described with reference to FIGS. In these figures, only the parts different from the conventional manufacturing steps shown in FIGS. 21 to 23 described above are shown,
The description of the same parts is omitted. [Step shown in FIG. 17 (a)] A silicon oxide film 61, a polysilicon film 62, a silicon (Si 3 N 4 ) nitride film 63 and a silicon oxide film 64 are respectively formed on the n -type silicon carbide epilayer 2 as desired. Films are formed in order of thickness. Then, after depositing the photoresist 65, the regions of the photoresist where the n + -type source regions 4a and 4b are to be formed are opened.

【0096】〔図17(b)に示す工程〕RIE(リア
クティブ・イオン・エッチング)によって、シリコン酸
化膜64、シリコン窒化膜63、ポリシリコン膜62の
うち、n+ 型ソース領域4a、4bを形成する予定の領
域に開口部70を設ける。 〔図17(c)に示す工程〕フォトレジスト65を除去
したのち、シリコン酸化膜64、シリコン窒化膜63、
ポリシリコン膜62、及びシリコン酸化膜61をマスク
としてイオン注入を行い、n+ 型ソース領域4a、4b
を形成する。
[Step shown in FIG. 17B] The n + -type source regions 4a and 4b of the silicon oxide film 64, the silicon nitride film 63 and the polysilicon film 62 are formed by RIE (reactive ion etching). An opening 70 is provided in a region to be formed. [Step shown in FIG. 17C] After removing the photoresist 65, the silicon oxide film 64, the silicon nitride film 63,
Ion implantation is performed using the polysilicon film 62 and the silicon oxide film 61 as a mask, and the n + -type source regions 4a, 4b
To form

【0097】〔図18(a)に示す工程〕開口部70を
含むシリコン酸化膜64の表面全面に、TEOS酸化膜
66をデポジションする。これにより、開口部70内も
TEOS酸化膜66で満たされる。このとき、TEOS
酸化膜66のうち、開口部70内に入り込んだ部分は、
開口部70の中央部分ではシリコン酸化膜64上のもの
と同等の厚みで形成され、開口部70の開口端近傍にお
いては他の中央部分よりも厚く形成される。また、開口
部70に入り込んだTEOS酸化膜66における開口部
70の開口端からの厚さは、いずれの位置においても全
てほぼ同等となる。
[Step shown in FIG. 18A] A TEOS oxide film 66 is deposited on the entire surface of the silicon oxide film 64 including the opening 70. Thus, the opening 70 is also filled with the TEOS oxide film 66. At this time, TEOS
The portion of the oxide film 66 that has entered the opening 70 is
The central portion of the opening 70 is formed with the same thickness as that on the silicon oxide film 64, and near the opening end of the opening 70 is formed thicker than the other central portions. Further, the thickness of the TEOS oxide film 66 that has entered the opening 70 from the opening end of the opening 70 is substantially the same at any position.

【0098】なお、シリコン酸化膜64を高くすること
により、TEOS酸化膜66における開口部70の開口
端からの厚みを稼ぐことができる。 〔図18(b)に示す工程〕シリコン酸化膜64上にT
EOS酸化膜66が無くなる程度まで、TEOS酸化膜
66をエッチバックする。これにより、TEOS酸化膜
66は、開口部70内に入り込んだもののうち、厚く形
成された部分(中央部分以外)が残留し、中央部分が開
口する。これにより開口部70の開口面積が小さくな
る。このとき、残留したTEOS酸化膜66における開
口部70の開口端からの厚さはいずれの位置においても
全てほぼ同等となる。
By increasing the height of silicon oxide film 64, the thickness of TEOS oxide film 66 from the opening end of opening 70 can be increased. [Step shown in FIG. 18B] T
The TEOS oxide film 66 is etched back until the EOS oxide film 66 disappears. As a result, of the TEOS oxide film 66 that has entered the opening 70, a thicker portion (other than the central portion) remains, and the central portion is opened. Thus, the opening area of the opening 70 is reduced. At this time, the thickness of the remaining TEOS oxide film 66 from the opening end of the opening 70 is substantially the same at any position.

【0099】〔図18(c)に示す工程〕シリコン酸化
膜64及びTEOS酸化膜66をマスクとして等方性の
ドライエッチングを行う。これにより、n- 型炭化珪素
エピ層2には、底面60aが基板表面に対して略平行を
成し、側面60bが基板表面に対してテーパ形状を成す
ような、n+ 型ソース領域4a、4bを貫通する凹部6
0が形成される。この凹部60は開口部70のほぼ中央
部に形成される。
[Step shown in FIG. 18C] Isotropic dry etching is performed using the silicon oxide film 64 and the TEOS oxide film 66 as a mask. Thus, n - -type silicon carbide epitaxial layer 2, a substantially parallel bottom surface 60a is the substrate surface, such as side 60b forms a tapered shape with respect to the substrate surface, n + -type source region 4a, Recess 6 penetrating through 4b
0 is formed. The recess 60 is formed substantially at the center of the opening 70.

【0100】〔図19(a)に示す工程〕シリコン酸化
膜63及びTEOS酸化膜66を除去し、シリコン窒化
膜63を露出させる。 〔図19(b)に示す工程〕シリコン窒化膜62をマス
クとしてLOCOS酸化を行い、ポリシリコン膜62を
部分的に酸化する。これにより、ポリシリコン膜62の
うち、開口部70の近傍の部分62aは酸化シリコンと
なる。このとき、ポリシリコン膜62は、開口部70の
開口端からいずれの方向にも同等な距離だけ酸化され
る。
[Step shown in FIG. 19A] The silicon oxide film 63 and the TEOS oxide film 66 are removed to expose the silicon nitride film 63. [Step shown in FIG. 19B] LOCOS oxidation is performed using the silicon nitride film 62 as a mask to partially oxidize the polysilicon film 62. Thus, the portion 62a of the polysilicon film 62 near the opening 70 becomes silicon oxide. At this time, the polysilicon film 62 is oxidized by an equal distance in any direction from the opening end of the opening 70.

【0101】そして、フッ酸等を用いて、シリコン窒化
膜63とポリシリコン膜62の酸化部分62aをエッチ
ング除去する。これにより、ポリシリコン膜62には、
+型ソース領域4a、4bを形成したときの開口部7
0に比して、いずれの方向にも所定量大きくなった開口
部71が形成される。 〔図19(c)に示す工程〕そして、ポリシリコン膜6
2をマスクとしてp- 型不純物(例えば、ボロンやアル
ミニウム)をイオン注入する。このとき、イオン注入深
さが一定となるが、n- 型炭化珪素エピ層2には凹部6
0が形成されているため、凹部60が形成されている分
だけp型不純物が深くまでイオン注入される。具体的に
は、凹部60の表面から所定深さだけp型不純物が注入
されるため、凹部60が形成されている部分ではその分
だけ部分的に深くまでp型不純物が注入され、凹部60
該凹部60と略平行を成すようにp型不純物が注入され
る。これにより、p- 型炭化珪素ベース領域3a、3b
が形成され、部分的に深くなった部分がディープベース
層30a、30bとなる。
Then, the oxidized portions 62a of the silicon nitride film 63 and the polysilicon film 62 are removed by etching using hydrofluoric acid or the like. Thereby, the polysilicon film 62 has
Opening 7 when n + -type source regions 4a and 4b are formed
An opening 71 which is larger than 0 by a predetermined amount in any direction is formed. [Step shown in FIG. 19C] Then, the polysilicon film 6
2 is used as a mask to ion-implant p - type impurities (for example, boron or aluminum). At this time, the ion implantation depth is constant, but the recess 6 is formed in the n -type silicon carbide epilayer 2.
Since 0 is formed, p-type impurities are ion-implanted to the depth corresponding to the formation of the concave portion 60. Specifically, since the p-type impurity is implanted by a predetermined depth from the surface of the concave portion 60, the p-type impurity is implanted to a part deeper in the portion where the concave portion 60 is formed.
A p-type impurity is implanted so as to be substantially parallel to the recess 60. Thereby, p - type silicon carbide base regions 3a, 3b
Are formed, and the partially deepened portions become the deep base layers 30a and 30b.

【0102】また、開口部71の開口端から開口部70
の開口端までの距離がいずれの位置においてもほぼ等し
くなっているため、シリコン酸化膜64をマスクにして
形成したn+ 型ソース領域4a、4bと、ポリシリコン
膜62をマスクにして形成したp- 型炭化珪素ベース領
域3a、3bとが自己整合的に形成される。この後、ポ
リシリコン膜62、シリコン酸化膜61を除去し、さら
に表面チャネル層5aをエピタキシャル成長させる等、
図21〜図23に示す工程を経て、本実施形態における
縦型パワーMOSFETが完成する。
Further, from the opening end of the opening 71 to the opening 70
Since the distances to the opening ends are almost equal at any position, the n + -type source regions 4a and 4b formed using the silicon oxide film 64 as a mask and the p + formed using the polysilicon film 62 as a mask are used. - type silicon carbide base region 3a, and the 3b are formed in a self-aligned manner. Thereafter, the polysilicon film 62 and the silicon oxide film 61 are removed, and the surface channel layer 5a is further epitaxially grown.
Through the steps shown in FIGS. 21 to 23, the vertical power MOSFET of this embodiment is completed.

【0103】このように完成した縦型パワーMOSFE
Tは、n+ 型ソース領域4a、4bとp- 型炭化珪素ベ
ース領域3a、3aとが自己整合的に形成されているた
め、素子の特性変動が少ないものとなる。 (他の実施形態)第1〜第4実施形態では、ディープベ
ース層30a、30bを形成していないものを示してい
るが、コンタクトホールを介してp型不純物をイオン注
入を行うこと等により別途形成することもできる。この
とき、ディープベース層30a、30bをp- 型炭化珪
素ベース領域3a、3bの他の部分よりも高濃度にする
こともできる。
The vertical power MOSFET thus completed
In T, since the n + -type source regions 4a and 4b and the p -type silicon carbide base regions 3a and 3a are formed in a self-alignment manner, the characteristic variation of the element is small. (Other Embodiments) In the first to fourth embodiments, the case where the deep base layers 30a and 30b are not formed is shown. However, p-type impurities are ion-implanted through contact holes to separate them. It can also be formed. At this time, deep base layers 30a and 30b can have a higher concentration than other portions of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b.

【0104】上記実施形態では、n+ 型ソース領域4
a、4bとp- 型炭化珪素ベース領域3a、3bとを自
己整合的に形成するために、複数の膜を積層したものを
マスクとして用いているが、p- 型炭化珪素ベース領域
3a、3bを形成するときにn - 型炭化珪素エピ層2に
凹部50、60を設けておき、この凹部50、60が形
成された部分にイオン注入を行うようにすれば、少ない
エネルギーでディープベース層30a、30bを形成す
ることができる。
In the above embodiment, n+Mold source region 4
a, 4b and p-Type silicon carbide base regions 3a, 3b
In order to form in self-alignment, a stack of multiple films
Although used as a mask, p-Type silicon carbide base region
When forming 3a and 3b, n -Type silicon carbide epilayer 2
The concave portions 50 and 60 are provided, and the concave portions 50 and 60 are shaped.
If ion implantation is performed on the formed part, less
Form deep base layers 30a, 30b with energy
Can be

【0105】また、ディープベース層30a、30bを
- 型炭化珪素ベース領域3a、3bの他の部分と別工
程で形成することもできる。このとき、ディープベース
層30a、30bをp- 型炭化珪素ベース領域3a、3
bの他の部分よりも高濃度で形成することもできる。な
お、上記実施形態では、p- 型炭化珪素ベース領域3
a、3b、n+ 型ソース領域4a、4bを形成した後、
ゲート絶縁膜7を形成するため、特開平6−15186
0号公報に示される方法で発生するゲート絶縁膜寿命が
低下するという問題点は発生しない。
Further, deep base layers 30a and 30b can be formed in a step different from other portions of p -type silicon carbide base regions 3a and 3b. At this time, the deep base layers 30a, 30b are changed to the p -type silicon carbide base regions 3a, 3a.
b can be formed at a higher concentration than other portions. In the above embodiment, p - type silicon carbide base region 3
a, 3b, after forming the n + type source regions 4a, 4b,
To form the gate insulating film 7, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-15186.
There is no problem that the life of the gate insulating film, which is generated by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 0-086, is reduced.

【0106】なお、上記実施形態では、炭化珪素の結晶
形を示す場合、所要の数字の上にバーを付した表現を取
るべきであるが、表現手段に制約があるため、本明細書
においては所要の数字の上にバーを付す代わりに、所要
の数字の後ろに「−」を付して表現している。
In the above embodiment, when indicating the crystal form of silicon carbide, the expression should be affixed with a bar above the required number. However, since the expression means is restricted, it is not described herein. Instead of adding a bar above the required number, the required number is indicated with a "-" after the number.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態におけるプレーナ型パワーMOS
FETを示す断面図である。
FIG. 1 is a planer type power MOS according to a first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an FET.

【図2】図1に示すプレーナ型パワーMOSFETの製
造工程を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of the planar power MOSFET shown in FIG. 1;

【図3】図2に続くプレーナ型パワーMOSFETの製
造工程を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing step of the planar power MOSFET following FIG. 2;

【図4】第2実施形態におけるプレーナ型パワーMOS
FETを示す断面図である。
FIG. 4 is a planer type power MOS according to a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an FET.

【図5】図4に示すプレーナ型パワーMOSFETの製
造工程を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of the planar power MOSFET shown in FIG. 4;

【図6】図5に続くプレーナ型パワーMOSFETの製
造工程を示す図である。
FIG. 6 is a view illustrating a manufacturing step of the planar power MOSFET following FIG. 5;

【図7】第3実施形態におけるプレーナ型パワーMOS
FETを示す断面図である。
FIG. 7 is a planer type power MOS according to a third embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an FET.

【図8】図7に示すプレーナ型パワーMOSFETの製
造工程を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a manufacturing process of the planar power MOSFET shown in FIG. 7;

【図9】第4実施形態におけるプレーナ型パワーMOS
FETの製造工程を示す図である。
FIG. 9 is a planer type power MOS according to a fourth embodiment.
It is a figure showing the manufacturing process of FET.

【図10】図9に示すプレーナ型パワーMOSFETの
製造工程を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a manufacturing process of the planar power MOSFET shown in FIG. 9;

【図11】第5実施形態におけるプレーナ型パワーMO
SFETの製造工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a planer type power MO according to a fifth embodiment.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of SFET.

【図12】図11に続くプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す図である。
FIG. 12 is a planer type power MOSFET following FIG. 11;
It is a figure which shows the manufacturing process of.

【図13】第6実施形態におけるプレーナ型パワーMO
SFETを示す断面図である。
FIG. 13 is a planer type power MO according to a sixth embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an SFET.

【図14】図13に示すプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す図である。
FIG. 14 is a planer type power MOSFET shown in FIG.
It is a figure which shows the manufacturing process of.

【図15】図14に続くプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す図である。
FIG. 15 is a planer type power MOSFET following FIG. 14;
It is a figure which shows the manufacturing process of.

【図16】図15に続くプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す図である。
FIG. 16 is a planer type power MOSFET following FIG.
It is a figure which shows the manufacturing process of.

【図17】第7実施形態におけるプレーナ型パワーMO
SFETの製造工程を示す図である。
FIG. 17 is a planer type power MO according to a seventh embodiment.
It is a figure showing the manufacturing process of SFET.

【図18】図17に続くプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す図である。
FIG. 18 is a planer type power MOSFET following FIG. 17;
It is a figure which shows the manufacturing process of.

【図19】図18に続くプレーナ型パワーMOSFET
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 19 is a planer type power MOSFET following FIG. 18;
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the second embodiment.

【図20】本出願人が先に出願した縦型パワーMOSF
ETの構成を示す断面図である。
FIG. 20 is a vertical power MOSF filed by the present applicant.
It is sectional drawing which shows the structure of ET.

【図21】図20に示す縦型パワーMOSFETの製造
工程を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical power MOSFET illustrated in FIG. 20;

【図22】図21に続く縦型パワーMOSFETの製造
工程を示す図である。
FIG. 22 is a view illustrating a manufacturing step of the vertical power MOSFET following FIG. 21;

【図23】図22に続く縦型パワーMOSFETの製造
工程を示す図である。
FIG. 23 is a view illustrating a manufacturing step of the vertical power MOSFET following FIG. 22;

【図24】従来におけるセルフアライン技術を用いたM
OSFETの製造工程を示す図である。
FIG. 24 shows a conventional M using self-alignment technology.
It is a figure showing the manufacturing process of OSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n+ 型炭化珪素半導体基板、2…n- 型炭化珪素エ
ピタキシャル層、3a、3b…p- 型炭化珪素ベース領
域、4a、4b…n+ 型ソース領域、5…表面チャネル
層(n- 型SiC層)、7…ゲート絶縁膜、8…ゲート
電極、9…絶縁膜、10…ソース電極、11…ドレイン
電極、20、22、23、25…マスク材、30a、3
0b…ディープベース層、41…シリコン窒化膜、42
…シリコン酸化膜、45…ポリシリコン膜、46…シリ
コン窒化膜、50、60…凹部、50a、60a…底
面、50b、60b…側面、51、62…ポリシリコン
膜、52、61、64…シリコン酸化膜、63…シリコ
ン窒化膜、54、66…TEOS酸化膜。
1 ... n + -type silicon carbide semiconductor substrate, 2 ... n - -type silicon carbide epitaxial layer, 3a, 3b ... p - type silicon carbide base region, 4a, 4b ... n + -type source region, 5 ... surface channel layer (n - 7: gate insulating film, 8: gate electrode, 9: insulating film, 10: source electrode, 11: drain electrode, 20, 22, 23, 25 ... mask material, 30a, 3
0b: deep base layer, 41: silicon nitride film, 42
... Silicon oxide film, 45 ... Polysilicon film, 46 ... Silicon nitride film, 50, 60 ... Concave part, 50a, 60a ... Bottom surface, 50b, 60b ... Side, 51, 62 ... Polysilicon film, 52, 61, 64 ... Silicon Oxide film, 63: silicon nitride film, 54, 66: TEOS oxide film.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化珪素からなる第1導電型の半導体基
板(1)の主表面上に、この半導体基板よりも高抵抗な
炭化珪素よりなる第1導電型の半導体層(2)を形成す
る工程と、 前記半導体層上に、マスク材(20)を成膜する工程
と、 前記マスク材の所定領域に、側面が傾斜した開口部(2
0a)を形成する工程と、 前記マスク材をマスクとして前記開口部よりイオン注入
を行い、第2導電型のベース領域(3a、3b)を形成
する工程と、 前記マスク材をマスクとして前記開口部よりイオン注入
を行い、前記ベース領域の中に該ベース領域よりも接合
深さの浅いソース領域(4a、4b)を形成する工程
と、 前記マスク材を除去する工程と、 少なくも前記ソース領域と前記半導体層とに挟まれた前
記ベース領域の表層部の上にゲート電極(8)を形成す
ると共に、前記ベース領域及び前記ソース領域に電気的
に接続されるソース電極(10)を形成する工程と、 前記半導体基板のうち、前記主表面とは反対側にドレイ
ン電極(11)を形成する工程と、を含むことを特徴と
する炭化珪素半導体装置の製造方法。
1. A first conductivity type semiconductor layer (2) made of silicon carbide having a higher resistance than this semiconductor substrate is formed on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate (1) made of silicon carbide. A step of forming a mask material (20) on the semiconductor layer; and forming an opening (2) having a side surface inclined in a predetermined region of the mask material.
0a); performing ion implantation from the opening using the mask material as a mask to form a second conductivity type base region (3a, 3b); and forming the opening using the mask material as a mask. Forming a source region (4a, 4b) having a junction depth smaller than that of the base region in the base region by performing more ion implantation; removing the mask material; Forming a gate electrode on a surface portion of the base region sandwiched between the semiconductor layer and forming a source electrode electrically connected to the base region and the source region; And forming a drain electrode (11) on a side of the semiconductor substrate opposite to the main surface, a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
【請求項2】 前記マスク材の開口部の側面の傾斜角度
を変化させることによって、前記ソース領域の大きさを
制御することを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半
導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the size of said source region is controlled by changing an inclination angle of a side surface of an opening of said mask material.
【請求項3】 炭化珪素からなる第1導電型の半導体基
板(1)の主表面上に、この半導体基板よりも高抵抗な
炭化珪素よりなる第1導電型の半導体層(2)を形成す
る工程と、 前記半導体層上に、第1のマスク材(22)を成膜する
工程と、 前記第1のマスク材の所定領域に第1の開口部(22
a)を形成する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして前記第1の開口部よ
りイオン注入を行い、前記半導体層の表層部に第1導電
型のベース領域(3a、3b)を形成する工程と、 前記第1の開口部を含む前記第1のマスク材の上に第2
のマスク材を堆積する工程と、 前記第1のマスク材が露出するまで前記第2のマスク材
を除去して、前記第2のマスク材に前記第1の開口部よ
りも小さい第2の開口部を形成する工程と、 前記第1、第2のマスク材をマスクとして前記第2の開
口部よりイオン注入を行い、前記ベース領域の中に該ベ
ース領域よりも接合深さの浅いソース領域(4a、4
b)を形成する工程と、 前記第1のマスク材と前記第2のマスクとを除去する工
程と、 少なくも前記ソース領域と前記半導体層とに挟まれた前
記ベース領域の表層部の上にゲート電極(8)を形成す
ると共に、前記ベース領域及び前記ソース領域に電気的
に接続されるソース電極(10)を形成する工程と、 前記半導体基板のうち、前記主表面とは反対側にドレイ
ン電極(11)を形成する工程と、を含むことを特徴と
する炭化珪素半導体装置の製造方法。
3. A first conductivity type semiconductor layer (2) made of silicon carbide having a higher resistance than the semiconductor substrate is formed on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate (1) made of silicon carbide. Forming a first mask material (22) on the semiconductor layer; and forming a first opening (22) in a predetermined region of the first mask material.
forming a), performing ion implantation from the first opening using the first mask material as a mask, and forming a first conductivity type base region (3a, 3b) in a surface layer of the semiconductor layer. Performing a second step on the first mask material including the first opening.
Depositing the mask material, and removing the second mask material until the first mask material is exposed, and forming a second opening smaller than the first opening in the second mask material. Forming a portion; performing ion implantation from the second opening using the first and second mask materials as a mask; and forming a source region (shallower in junction depth than the base region) in the base region. 4a, 4
b); removing the first mask material and the second mask; and at least over a surface layer of the base region sandwiched between the source region and the semiconductor layer. Forming a gate electrode and forming a source electrode electrically connected to the base region and the source region; and forming a drain on a side of the semiconductor substrate opposite to the main surface. Forming a electrode (11). A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, comprising:
【請求項4】 前記第2のマスク材の膜厚を制御するこ
とにより、前記ソース領域の大きさを制御することを特
徴とする請求項3に記載の炭化珪素半導体装置の製造方
法。
4. The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 3, wherein the size of said source region is controlled by controlling a film thickness of said second mask material.
【請求項5】 炭化珪素からなる第1導電型の半導体基
板(1)の主表面上に、この半導体基板よりも高抵抗な
炭化珪素よりなる第1導電型の半導体層(2)を形成す
る工程と、 前記半導体層上に、マスク材(25)を成膜する工程
と、 前記マスク材の所定領域に開口部(25a)を形成する
工程と、 前記マスク材をマスクとして、前記半導体層表面に対し
て所定角度を成す斜めイオン注入を行い、第2導電型の
ベース領域(3a、3b)を形成する工程と、 前記マスク材をマスクとして前記開口部よりイオン注入
を行い、前記ベース領域の中に該ベース領域よりも接合
深さの浅いソース領域(4a、4b)を形成する工程
と、 前記マスク材を除去する工程と、 少なくも前記ソース領域と前記半導体層とに挟まれた前
記ベース領域の表層部の上にゲート電極(8)を形成す
ると共に、前記ベース領域及び前記ソース領域に電気的
に接続されるソース電極(10)を形成する工程と、 前記半導体基板のうち、前記主表面とは反対側にドレイ
ン電極(11)を形成する工程と、を含むことを特徴と
する炭化珪素半導体装置の製造方法。
5. A first conductivity type semiconductor layer (2) made of silicon carbide having a higher resistance than the semiconductor substrate is formed on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate (1) made of silicon carbide. A step of forming a mask material (25) on the semiconductor layer; a step of forming an opening (25a) in a predetermined area of the mask material; Forming a second conductivity type base region (3a, 3b) by oblique ion implantation at a predetermined angle to the substrate, and performing ion implantation from the opening using the mask material as a mask. Forming a source region (4a, 4b) having a junction depth smaller than the base region therein; removing the mask material; at least the base sandwiched between the source region and the semiconductor layer Surface of area Forming a gate electrode (8) on the substrate and forming a source electrode (10) electrically connected to the base region and the source region; and opposing the main surface of the semiconductor substrate. Forming a drain electrode (11) on the side of the silicon carbide semiconductor device.
【請求項6】 前記ベース領域を形成する工程では、前
記斜めイオン注入の加速電圧及び角度を制御することに
より、前記ベース領域の大きさを制御していることを特
徴とする請求項5に記載の炭化珪素半導体装置の製造方
法。
6. The method according to claim 5, wherein in the step of forming the base region, the size of the base region is controlled by controlling an acceleration voltage and an angle of the oblique ion implantation. Of manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
【請求項7】 炭化珪素からなる第1導電型の半導体基
板(1)の主表面上に、この半導体基板よりも高抵抗な
炭化珪素よりなる第1導電型の半導体層(2)を形成す
る工程と、 前記半導体層上に、第1、第2のマスク材(41、5
1、42、52)を順に積層する工程と、 前記第2のマスク材(42、52)に、第1の開口部
(42a、52a)を設ける工程と、 前記第1の開口部より前記第1のマスク材(41、5
1)をエッチングし、前記第1の開口部よりも大きな第
2の開口部(41a、51a)を形成する工程と、 前記第2のマスク材を用いて、第1の開口部からイオン
注入を行い、第1導電型のソース領域(4a、4b)を
形成する工程と、 前記第2のマスク材とを除去する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして、前記第2の開口部
からイオン注入を行い、前記ソース領域を含む前記半導
体層の所定領域に第2導電型のベース領域(3a、3
b)を形成する工程と、 少なくも前記ソース領域と前記半導体層とに挟まれた前
記ベース領域の表層部の上にゲート電極(8)を形成す
ると共に、前記ベース領域及び前記ソース領域に電気的
に接続されるソース電極(10)を形成する工程と、 前記半導体基板のうち、前記主表面とは反対側にドレイ
ン電極(11)を形成する工程と、を含むことを特徴と
する炭化珪素半導体装置の製造方法。
7. A first conductivity type semiconductor layer (2) made of silicon carbide having a higher resistance than the semiconductor substrate is formed on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate (1) made of silicon carbide. A first and second mask material (41, 5) on the semiconductor layer.
1, 42, 52), a step of providing a first opening (42a, 52a) in the second mask material (42, 52), and a step of forming the second opening from the first opening. 1 mask material (41, 5
1) etching to form second openings (41a, 51a) larger than the first openings; and ion implantation from the first openings using the second mask material. Forming a first conductivity type source region (4a, 4b); removing the second mask material; and using the first mask material as a mask to remove the second conductive material from the second opening. Ion implantation is performed, and a second conductivity type base region (3a, 3a,
b) forming a gate electrode (8) on at least a surface portion of the base region sandwiched between the source region and the semiconductor layer, and electrically connecting the base region and the source region to each other. Forming a source electrode (10) to be electrically connected; and forming a drain electrode (11) on a side of the semiconductor substrate opposite to the main surface. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 前記第1のマスク材をシリコン窒化膜で
構成し、前記第2のマスク材をシリコン酸化膜で構成す
ることを特徴とする請求項7に記載の炭化珪素半導体装
置の製造方法。
8. The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 7, wherein said first mask material is made of a silicon nitride film, and said second mask material is made of a silicon oxide film. .
【請求項9】 炭化珪素からなる第1導電型の半導体基
板(1)の主表面上に、この半導体基板よりも高抵抗な
炭化珪素よりなる第1導電型の半導体層(2)を形成す
る工程と、 前記半導体層上に、第1、第2のマスク材(45、6
2、46、63)を順に積層する工程と、 前記第1及び第2のマスク材を貫通する第1の開口部
(48、70)を設ける工程と、 前記第1及び第2のマスク材を用いて、第1の開口部か
らイオン注入を行い、第1導電型のソース領域(4a、
4b)を形成する工程と、 前記第2のマスク材をマスクとして、前記第1のマスク
材をLOCOS酸化したのち、前記第2のマスク材及び
前記第1のマスク材の酸化部分(45a、62a)を除
去して、前記第1のマスク材に前記第1の開口部よりも
大きな第2の開口部(49、71)を設ける工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして、前記第2の開口部
からイオン注入を行い、前記ソース領域を含む前記半導
体層の所定領域に第2導電型のベース領域(3a、3
b)を形成する工程と、 少なくも前記ソース領域と前記半導体層とに挟まれた前
記ベース領域の表層部の上にゲート電極(8)を形成す
ると共に、前記ベース領域及び前記ソース領域に電気的
に接続されるソース電極(10)を形成する工程と、 前記半導体基板のうち、前記主表面とは反対側にドレイ
ン電極(11)を形成する工程と、を含むことを特徴と
する炭化珪素半導体装置の製造方法。
9. A first conductivity type semiconductor layer (2) made of silicon carbide having a higher resistance than the semiconductor substrate is formed on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate (1) made of silicon carbide. A first and second mask material (45, 6) on the semiconductor layer.
2, 46, 63), a step of providing first openings (48, 70) penetrating the first and second mask materials, and a step of providing the first and second mask materials. The first conductive type source region (4a,
4b), and after LOCOS-oxidizing the first mask material using the second mask material as a mask, the oxidized portions (45a, 62a) of the second mask material and the first mask material ) To provide a second opening (49, 71) larger than the first opening in the first mask material; and using the first mask material as a mask, Ion implantation is performed from the opening of the second conductive type base region (3a, 3a, 3b) in a predetermined region of the semiconductor layer including the source region.
b) forming a gate electrode (8) on at least a surface portion of the base region sandwiched between the source region and the semiconductor layer, and electrically connecting the base region and the source region to each other. Forming a source electrode (10) to be electrically connected; and forming a drain electrode (11) on a side of the semiconductor substrate opposite to the main surface. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項10】 前記第1のマスク材をポリシリコンで
構成し、前記第2のマスク材をシリコン窒化膜で構成し
ていることを特徴とする請求項9に記載の炭化珪素半導
体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 9, wherein said first mask material is made of polysilicon, and said second mask material is made of a silicon nitride film. Method.
【請求項11】 前記ベース領域を形成する工程の後、
前記ソース領域と前記半導体層とを繋ぐように、前記ベ
ース領域上にチャネル領域となる表面チャネル層(5)
を形成する工程を有し、 前記ゲート電極を形成する工程では、前記表面チャネル
層の上に前記ゲート電極を形成することを特徴とする請
求項1乃至10のいずれか1つに記載の炭化珪素半導体
装置の製造方法。
11. After the step of forming the base region,
A surface channel layer serving as a channel region on the base region so as to connect the source region and the semiconductor layer;
11. The silicon carbide according to claim 1, further comprising: forming the gate electrode on the surface channel layer in the step of forming the gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device.
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