[go: up one dir, main page]

DE112017004339T5 - Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben Download PDF

Info

Publication number
DE112017004339T5
DE112017004339T5 DE112017004339.5T DE112017004339T DE112017004339T5 DE 112017004339 T5 DE112017004339 T5 DE 112017004339T5 DE 112017004339 T DE112017004339 T DE 112017004339T DE 112017004339 T5 DE112017004339 T5 DE 112017004339T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
region
area
silicon carbide
source
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112017004339.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Kosuke Uchida
Toru Hiyoshi
Mitsuhiko Sakai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of DE112017004339T5 publication Critical patent/DE112017004339T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/01—Manufacture or treatment
    • H10D12/031—Manufacture or treatment of IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01—Manufacture or treatment
    • H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/028—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/0291—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/0295—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs using recessing of the source electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01—Manufacture or treatment
    • H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/028—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/0291—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/0297—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs using recessing of the gate electrodes, e.g. to form trench gate electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/668—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having trench gate electrodes, e.g. UMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
    • H10D62/105—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] 
    • H10D62/106—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]  having supplementary regions doped oppositely to or in rectifying contact with regions of the semiconductor bodies, e.g. guard rings with PN or Schottky junctions
    • H10D62/107—Buried supplementary regions, e.g. buried guard rings 
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
    • H10D62/126—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions
    • H10D62/127—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/393—Body regions of DMOS transistors or IGBTs 
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/81—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251—Source or drain electrodes for field-effect devices
    • H10D64/252—Source or drain electrodes for field-effect devices for vertical or pseudo-vertical devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/40—Crystalline structures
    • H10D62/405—Orientations of crystalline planes

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Eine erste Hauptfläche ist ausgebildet mit: einem Gate-Graben, der durch eine erste Seitenfläche und eine erste Bodenfläche definiert ist; und einem Source-Graben, der durch eine zweite Seitenfläche und eine zweite Bodenfläche definiert ist. Ein Siliziumkarbidsubstrat umfasst einen Driftbereich, ein Körpergebiet, ein Source-Gebiet, ein erstes Gebiet und ein zweites Gebiet. Das erste Gebiet steht in Kontakt mit dem zweiten Gebiet, Ein Gate-Isolierfilm ist an der ersten Seitenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet und an der ersten Bodenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich. Eine Source-Elektrode steht an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche mit dem zweiten Gebiet in Kontakt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung. Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität der am 31. August 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-169624 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • WO 2012/017798 (Patentliteratur 1) offenbart einen MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), der mit einem Gate-Graben in einer Oberfläche einer Durchbruchspannungshalteschicht ausgebildet ist.
  • ZITATIONSLISTE
  • PATENTLITERATUR
  • PTL 1: WO 2012/017798
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Siliziumkarbidsubstrat, einen Gate-Isolierfilm und eine Source-Elektrode. Das Siliziumkarbidsubstrat hat eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche. Ein Gate-Graben und ein Source-Graben sind in der ersten Hauptfläche vorgesehen. Der Gate-Graben ist durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zu der Seitenfläche verläuft, definiert. Der Source-Graben ist durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, und ein zweites Gebiet, das mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Der Gate-Isolierfilm ist an der ersten Seitenfläche mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet in Kontakt und der Gate-Isolierfilm ist an der ersten Bodenfläche mit dem Driftbereich in Kontakt. Die Source-Elektrode ist an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche mit dem zweiten Gebiet in Kontakt.
  • Eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Siliziumkarbidsubstrat, einen Gate-Isolierfilm und eine Source-Elektrode. Das Siliziumkarbidsubstrat hat eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche. Die erste Hauptfläche entspricht einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist. Ein Gate-Graben und ein Source-Graben sind in der ersten Hauptfläche vorgesehen. Der Gate-Graben ist durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche verläuft, definiert. Ein Winkel der ersten Seitenfläche bezogen auf die erste Bodenfläche ist gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65°. Der Source-Graben ist durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche verläuft, definiert. Ein Winkel der zweiten Seitenfläche bezogen auf die zweite Bodenfläche ist gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65°. Das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich vom ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet auf der Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet von dem Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein zweites Gebiet, das mit dem ersten Gebiet in Kontakt ist, wobei das zweite Gebiet wenigstens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet, wobei das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Der Gate-Isolierfilm ist an der ersten Seitenfläche mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet in Kontakt, und der Gate-Isolierfilm ist an der ersten Bodenfläche mit dem Driftbereich in Kontakt. Die Source-Elektrode ist an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche mit dem zweiten Gebiet in Kontakt. Das zweite Gebiet weist ein drittes Gebiet und ein viertes Gebiet auf, wobei das dritte Gebiet mit dem ersten Gebiet in Kontakt ist, das vierte Gebiet durchgehend zum dritten Gebiet verläuft und das vierte Gebiet in Kontakt mit dem Driftbereich ist. Eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der zweiten Bodenfläche ist höher als eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Leitfähigkeitstyps an einer Grenze zwischen dem dritten Gebiet und dem vierten Gebiet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbidvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die nachfolgenden Schritte. Es wird ein Siliziumkarbidsubstrat mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche hergestellt. Ein Gate-Graben und ein Source-Graben werden in der ersten Hauptfläche gebildet. Der Gate-Graben ist durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche verläuft, definiert. Der Source-Graben durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit dem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es wird ein zweites Gebiet durch Durchführen einer Ionenimplantation an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche gebildet, wobei das zweite Gebiet in Kontakt mit dem ersten Gebiet steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es ist ein Gate-Isolierfilm vorgesehen, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Seitenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet steht, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Bodenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich steht. Es wird eine Source-Elektrode gebildet, die an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche in Kontakt mit dem zweiten Gebiet steht.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die nachfolgenden Schritte. Es wird ein Siliziumkarbidsubstrat mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche hergestellt. Es werden ein Gate-Graben und ein Source-Graben gleichzeitig in der ersten Hauptfläche durch thermisches Ätzen gebildet. Der Gate-Graben ist durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zur ersten Seitenfläche verläuft, definiert. Der Source-Graben ist durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zur zweiten Seitenfläche verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es wird ein zweites Gebiet durch Durchführen einer Ionenimplantation an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche gebildet, wobei das zweite Gebiet in Kontakt mit dem ersten Gebiet steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es wird ein Aktivierungsglühschritt auf dem Siliziumkarbidsubstrat nach dem Bilden des zweiten Gebiets durchgeführt. Es wird ein Gate-Isolierfilm nach dem Durchführen des Aktivierungsschritts auf dem Siliziumkarbidsubstrat gebildet, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Seitenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet steht, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Bodenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich steht. Es wird eine Source-Elektrode in Kontakt mit dem zweiten Gebiet an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche gebildet. Das Bilden des zweiten Gebiets umfasst: das Durchführen der Ionenimplantation unter Verwendung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge; und das Durchführen einer Ionenimplantation unter Verwendung einer zweiten Energie und einer zweiten Dosierungsmenge, wobei die zweite Energie höher als die erste Energie ist, wobei die zweite Dosierungsmenge niedriger als die erste Dosierungsmenge ist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 2 zeigt eine p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung in einer Richtung entlang eines Pfeils II der 1.
    • 3 zeigt eine schematische Draufsicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 4 zeigt eine erste Modifikation der p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung eines ersten Gebiets 1 und eines zweiten Gebiets 2 in der Richtung entlang des Pfeils II der 1.
    • 5 zeigt eine zweite Modifikation der p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung des ersten Gebiets 1 und des zweiten Gebiets 2 in der Richtung entlang des Pfeiles II der 1.
    • 6 zeigt eine schematische Draufsicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer dritten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer vierten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 8 zeigt eine p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung in einer Richtung entlang eines Pfeils VIII in 7.
    • 9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer fünften Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 10 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch ein Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 11 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 13 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines dritten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 14 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines vierten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 15 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines fünften Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 16 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines sechsten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 17 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines siebten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 18 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines achten Schritts des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
    • 19 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch eine erste Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 20 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schritt des Bildens eines Source-Grabens gemäß der ersten Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 21 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schritt des Bildens eines zweiten Gebiets gemäß der ersten Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 22 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schritt des Bildens eines Gate-Grabens gemäß der ersten Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 23 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die einen ersten Schritt eines Schritts des Bildens eines zweiten Gebiets gemäß einer zweiten Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 24 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die einen zweiten Schritt des Schritts des Bildens des zweiten Gebiets gemäß der zweiten Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 25 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer sechsten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 26 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer siebten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 27 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer achten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 28 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer neunten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 29 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer zehnten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 30 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer elften Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 31 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer zwölften Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 32 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer dreizehnten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 33 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Siliziumkarbidsubstrats einer vierzehnten Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • [Die durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Probleme]
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, den Kontaktwiderstand zu verringern, während eine Erhöhung der Rückwirkungskapazität, die eine Schaltcharakteristik beeinflusst, unterdrückt wird.
  • [Vorteilhafte Wirkung der vorliegenden Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung vorgesehen werden, durch die jeweils der Kontaktwiderstand verringert werden kann, während gleichzeitig die Erhöhung der Rückwirkungskapazität unterdrückt wird, die eine Schaltcharakteristik beeinflusst.
  • [Beschreibung der Ausführungsformen]
    • (1) Eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Siliziumkarbidsubstrat, einen Gate-Isolierfilm 15 und eine Source-Elektrode 16. Das Siliziumkarbidsubstrat 1 hat eine erste Hauptfläche 51 und eine zweite Hauptfläche 52 gegenüber der ersten Hauptfläche 51. Ein Gate-Graben 30 und ein Source-Graben 40 sind in der ersten Hauptfläche 51 vorgesehen. Der Gate-Graben 30 ist durch eine erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft, definiert. Der Source-Graben 40 ist durch eine zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst: einen Driftbereich 12 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet 13, das auf dem Driftbereich 12 vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet 14 auf dem Körpergebiet 13, wobei das Source-Gebiet über das Körpergebiet 13 von dem Driftbereich 12 getrennt ist, wobei das Source-Gebiet 14 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; ein erstes Gebiet 1 zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der zweiten Hauptfläche 52, wobei das erste Gebiet 1 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein zweites Gebiet 2 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1, wobei das zweite Gebiet aus wenigstens einem Abschnitt der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 gebildet ist, wobei das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Der Gate-Isolierfilm 15 ist an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14, und der Gate-Isolierfilm 15 ist an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12. Die Source-Elektrode 16 ist an der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2.
  • Gemäß der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (1), ist die Source-Elektrode 16 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 an der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42. Somit kann eine Kontaktfläche zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, bei dem die Source-Elektrode 16 nur an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 ist. Folglich kann der Kontaktwiderstand zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 verringert werden. Darüber hinaus ist das zweite Gebiet 2 in Kontakt mit der Source-Elektrode 16, während es sich über das erste Gebiet 1 erstreckt. Dementsprechend können das zweite Gebiet 2 und die Source-Elektrode 16 das gleiche Potenzial aufweisen. Somit kann verhindert werden, dass die Rückwirkungskapazität der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung zunimmt. Ferner dient das zweite Gebiet 2 dazu, zu verhindern, dass sich ein elektrisches Feld an einem Eckabschnitt zwischen der ersten Seitenfläche 31 und der ersten Bodenfläche 32 des Gate-Grabens 30 konzentriert. Folglich kann eine Beschädigung des Gate-Isolierfilms 15 unterdrückt werden.
    • (2) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (1) kann das zweite Gebiet 2 einen Abschnitt der ersten Hauptfläche 51 bilden. Die Source-Elektrode 16 kann an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 sein.
    • (3) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (2) kann das zweite Gebiet 2 ein drittes Gebiet 3 und ein viertes Gebiet 4 aufweisen, wobei das dritte Gebiet 3 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 ist, wobei das vierte Gebiet 4 durchgehend zu dem dritten Gebiet 3 verläuft, wobei das vierte Gebiet 4 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Eine Verunreinigungskonzentration eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der zweiten Bodenfläche 42 kann höher als eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Leitfähigkeitstyps an einer Grenze 17 zwischen dem dritten Gebiet 3 und dem vierten Gebiet 4 sein.
    • (4) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (2) oder (3) kann ein Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 bezogen auf die ersten Bodenfläche 32 gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° sein. Dementsprechend kann die Beweglichkeit eines Kanals, der in dem Körpergebiet 13 ausgebildet ist, verbessert werden.
    • (5) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (2) bis (4) kann ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner 65° sein. Dementsprechend kann ein Kontaktwiderstand zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 verringert werden, ohne eine Zelldichte übermäßig zu verringern.
    • (6) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (2) bis (4) kann ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche bezogen auf die zweite Bodenfläche größer als 65° und gleich oder kleiner als 90° sein.
    • (7) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (6) kann in einer Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Driftbereich 12 angeordnet sein.
    • (8) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (6) kann in einer Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein.
    • (9) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (2) bis (8) kann das Siliziumkarbidsubstrat 10 ferner ein Verunreinigungsgebiet 18 umfassen, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen der ersten Bodenfläche 32 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet ist, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 dem ersten Gebiet 1 zugewandt ist. Eine Verunreinigungskonzentration eines ersten Leitfähigkeitstyps in dem Verunreinigungsgebiet 18 kann höher als eine Verunreinigungskonzentration des ersten Leitfähigkeitstyps in dem Driftbereich 12 sein.
    • (10) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (2) bis (4) und (9) kann die zweite Seitenfläche 41 einen ersten Seitenabschnitt 43, der durchgehend zu der zweiten Bodenfläche 42 verläuft, und einen zweiten Seitenabschnitt 44, der durchgehend zu dem ersten Seitenabschnitt 43 verläuft, aufweisen. Ein Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 kann kleiner als ein Winkel θ3 des zweiten Seitenabschnitts 44 bezogen auf eine Ebene parallel zur zweiten Bodenfläche 42 sein.
    • (11) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (1) kann die Source-Elektrode 16 an der zweiten Seitenfläche 41 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14 sein. Das zweite Gebiet 2 kann von der ersten Hauptfläche 51 getrennt sein.
    • (12) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (11) kann das zweite Gebiet ein drittes Gebiet 3 und ein viertes Gebiet 4 aufweisen, wobei das dritte Gebiet 3 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 ist, wobei das vierte Gebiet 4 durchgehend zu dem dritten Gebiet 3 verläuft, wobei das vierte Gebiet 4 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Eine Verunreinigungskonzentration eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der zweiten Bodenfläche 42 kann höher als eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Leitfähigkeitstyps an einer Grenze 17 zwischen dem dritten Gebiet 3 und dem vierten Gebiet 4 sein.
    • (13) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (11) oder (12) kann ein Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 bezogen auf die erste Bodenfläche 32 gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° sein. Dementsprechend kann die Beweglichkeit eines Kanals, der in dem Körpergebiet 13 vorgesehen ist, verbessert werden.
    • (14) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (11) bis (13) kann ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° sein. Dementsprechend kann ein Kontaktwiderstand zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 verringert werden, ohne eine Zelldichte übermäßig zu verringern.
    • (15) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (11) bis (13) kann ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche bezogen auf die zweite Bodenfläche größer als 65° und gleich oder kleiner als 90° sein.
    • (16) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (15) kann in einer Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Driftbereich 12 angeordnet sein.
    • (17) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (15) kann in einer Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein.
    • (18) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (11) bis (17) kann das Siliziumkarbidsubstrat 10 ferner ein Verunreinigungsgebiet 18 aufweisen, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen der ersten Bodenfläche 32 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet ist, wobei das Verunreinigungsgebiet 18 dem ersten Gebiet 1 zugewandt ist. Eine Verunreinigungskonzentration eines ersten Leitfähigkeitstyps in dem Verunreinigungsgebiet 18 kann höher als eine Verunreinigungskonzentration des ersten Leitfähigkeitstyps in dem Driftbereich 12 sein.
    • (19) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (11) bis (13) und (18) kann die zweite Seitenfläche 41 einen ersten Seitenabschnitt 43, der durchgehend zu der zweiten Bodenfläche 42 verläuft, und einen zweiten Seitenabschnitt 44, der durchgehend zu dem ersten Seitenabschnitt 43 verläuft, aufweisen. Ein Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 kann kleiner als ein Winkel θ3 des zweiten Seitenabschnitts 44 bezogen auf eine Ebene parallel zur zweiten Bodenfläche 42 sein.
    • (20) In der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (1) bis (19) kann die erste Hauptfläche 51 einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist, entsprechen.
    • (21) Eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Siliziumkarbidsubstrat 10, einen Gate-Isolierfilm 15 und eine Source-Elektrode 16. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 hat eine erste Hauptfläche 51 und eine zweite Hauptfläche 52 gegenüber der ersten Hauptfläche 51. Die erste Hauptfläche 51 entspricht einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist. Ein Gate-Graben 30 und ein Source-Graben 40 sind in der ersten Hauptfläche 51 vorgesehen. Der Gate-Graben 30 ist durch eine erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine erste Bodenfläche 32, die durchgehend zur ersten Seitenfläche 31 verläuft, definiert. Ein Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 bezogen auf die erste Bodenfläche 32 ist gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65°. Der Source-Graben 40 ist durch eine zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft, definiert. Ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 bezogen auf eine zweite Bodenfläche 42 ist gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65°. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst: einen Driftbereich 12 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet 13, das auf dem Driftbereich 12 vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet 14 auf dem Körpergebiet 13, wobei das Source-Gebiet 14 über das Körpergebiet 13 von dem Driftbereich 12 getrennt ist, wobei das Source-Gebiet 14 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; ein erstes Gebiet 1 zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der zweiten Hauptfläche 52, wobei das erste Gebiet 1 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein zweites Gebiet 2 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1, wobei das zweite Gebiet 2 wenigstens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 bildet, wobei das Gebiet 2 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Der Gate-Isolierfilm 15 ist an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14, und der Gate-Isolierfilm 15 ist an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12. Die Source-Elektrode 16 ist an der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2. Das zweite Gebiet 2 umfasst ein drittes Gebiet 3 und ein viertes Gebiet 4, wobei das dritte Gebiet 3 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 ist, wobei das vierte Gebiet 4 durchgehend zu dem dritten Gebiet 3 verläuft, wobei das vierte Gebiet 4 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Leitfähigkeitstyps in der zweiten Bodenfläche 42 ist höher als eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Leitfähigkeitstyps an einer Grenze zwischen dem dritten Gebiet 3 und dem vierten Gebiet 4.
    • (22) Ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die nachfolgenden Schritte. Es wird ein Siliziumkarbidsubstrat 10 mit einer ersten Hauptfläche 51 und einer zweiten Hauptfläche 52 gegenüber der ersten Hauptfläche 51 hergestellt. Ein Gate-Graben 30 und ein Source-Graben 40 werden in der ersten Hauptfläche 51 gebildet. Der Gate-Graben 30 ist durch eine erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft, definiert. Der Source-Graben 40 ist durch eine zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst: einen Driftbereich 12 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet 13, das auf dem Driftbereich 12 vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet 14 auf dem Körpergebiet 13, wobei das Source-Gebiet 14 durch das Körpergebiet 13 von dem Driftbereich 12 getrennt ist, wobei das Source-Gebiet 14 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein erstes Gebiet 1 zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der zweiten Hauptfläche 52, wobei das erste Gebiet 1 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Ein zweiter Bereich 2 wird durch Durchführen einer Ionenimplantation auf der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 gebildet, wobei das zweite Gebiet 2 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 ist, wobei das zweite Gebiet 2 wenigstens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 bildet, wobei das Gebiet 2 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es wird ein Gate-Isolierfilm 15 gebildet, wobei der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14 ist, wobei der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Es wird eine Source-Elektrode 16 gebildet, die an der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 ist.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (14), ist die Source-Elektrode 16 an der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2. Somit kann die Kontaktfläche zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 im Vergleich mit einem Fall, in dem die Source-Elektrode 16 lediglich an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 ist, erhöht werden. Folglich kann der Kontaktwiderstand zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 verringert werden. Darüber hinaus ist das zweite Gebiet 2 in Kontakt mit der Source-Elektrode 16, während es sich über das erste Gebiet 1 erstreckt. Dementsprechend können das zweite Gebiet 2 und die Source-Elektrode 16 das gleiche Potenzial aufweisen. Folglich kann verhindert werden, dass die Rückwirkungskapazität der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung zunimmt. Ferner dient das zweite Gebiet 2 dazu, eine Konzentration eines elektrischen Feldes an einem Eckabschnitt zwischen der ersten Seitenfläche 31 und der ersten Bodenfläche 32 des Gate-Grabens 30 zu unterdrücken. Folglich wird die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Gate-Isolierfilms 15 verringert.
    • (23) In dem Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (22) können der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 gleichzeitig gebildet werden. Dementsprechend kann das Herstellungsverfahren für die Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 im Vergleich mit einem Fall, in dem der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 getrennt voneinander hergestellt werden, verkürzt werden.
    • (24) In dem Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß Punkt (22) oder (23) können der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 durch thermisches Ätzen gebildet werden.
    • (25) Das Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (22) bis (24) kann ferner das Durchführen eines Aktivierungsglühschritts auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 nach der Bildung des zweiten Gebiets 2 und vor der Bildung des Gate-Isolierfilms 15 aufweisen. Das heißt, der Gate-Isolierfilm 15 wird nach dem Aktivierungsglühen gebildet. Dementsprechend kann verhindert werden, dass der Gate-Isolierfilm 15 durch das Aktivierungsglühen aufgeraut wird. Folglich kann die Zuverlässigkeit des Gate-Isolierfilms 15, der in dem Gate-Graben 30 gebildet ist, verbessert werden.
    • (26) In dem Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Punkte (22) bis (25) kann die Bildung des zweiten Gebiets 2 umfassen: Durchführen einer Ionenimplantation unter der Bedingung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge; und Durchführen einer Ionenimplantation unter Verwendung einer zweiten Energie, die höher als die erste Energie ist. Durch Durchführen der Ionenimplantation und der Bedingung, dass die zweite Dosierungsmenge niedriger als die erste Dosierungsmenge ist, kann die Zeit, die zur Bildung eines unteren Abschnitts des zweiten Gebiets benötigt wird, der kaum zur Verringerung des Kontaktwiderstands beiträgt, verkürzt werden.
    • (27) Ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die nachfolgenden Schritte. Es wird ein Siliziumkarbidsubstrat 10 mit einer ersten Hauptfläche 51 und einer zweiten Hauptfläche 52 gegenüber der ersten Hauptfläche 51 hergestellt. Es wird ein Gate-Graben 30 und ein Source-Graben 40 gleichzeitig in der ersten Hauptfläche 51 durch thermisches Ätzen gebildet. Der Gate-Graben 30 ist durch eine erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft, definiert. Der Source-Graben 40 ist durch eine zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft, definiert. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst einen Driftbereich 12 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp; ein Körpergebiet 13, das auf dem Driftbereich 12 vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet; ein Source-Gebiet 14 auf dem Körpergebiet 13, wobei das Source-Gebiet 14 über das Körpergebiet 13 von dem Driftbereich 12 getrennt ist, wobei das Source-Gebiet 14 den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist; und ein erstes Gebiet 1 zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der zweiten Hauptfläche 52, wobei das erste Gebiet 1 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Ein zweites Gebiet 2 wird durch Durchführen einer Ionenimplantation auf der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 gebildet, wobei das zweite Gebiet zwei in Kontakt mit dem ersten Gebiet ist, wobei das zweite Gebiet 2 wenigstens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 bildet, und wobei das zweite Gebiet 2 den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Es wird ein Aktivierungsglühschritt auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 nach der Bildung des zweiten Gebiets 2 durchgeführt. Ein Gate-Isolierfilm 15 wird nach der Durchführung des Aktivierungsglühens auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 gebildet, wobei der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14 ist, und wobei der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Es wird eine Source-Elektrode 16 auf der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2 gebildet. Das Ausbilden des zweiten Gebiets 2 umfasst: das Durchführen einer Ionenimplantation unter der Bedingung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge; und das Durchführen einer Ionenimplantation unter der Bedingung einer zweiten Energie und einer zweiten Dosierungsmenge, wobei die zweite Energie höher als die erste Energie ist, und die zweite Dosierungsmenge niedriger als die erste Dosierungsmenge ist.
  • [Einzelheiten der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung]
  • Im Nachfolgenden werden Einzelheiten einer Ausführungsform (im Nachfolgenden als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Figuren beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in den nachfolgend beschriebenen Figuren gleiche oder sich entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht wiederholt beschrieben werden.
  • Zunächst wird im Nachfolgenden eine Konfiguration eines MOSFET gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, der als Beispiel für eine Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung dient.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein MOSFET 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen ein Siliziumkarbidsubstrat 10, einen Gate-Isolierfilm 15, eine Gate-Elektrode 27, einen Zwischenschicht-Isolierfilm 22, eine Source-Elektrode 16, eine Source-Zwischenverbindung 19 und eine Drain-Elektrode 20 auf. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst ein Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 und eine Siliziumkarbid-Epitaxieschicht 24, die auf dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 vorgesehen ist. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 hat eine erste Hauptfläche 51 und eine zweite Hauptfläche 52 gegenüber der ersten Hauptfläche 51. Die Siliziumkarbid-Epitaxieschicht 24 bildet die erste Hauptfläche 51. Das Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 bildet die zweite Hauptfläche 52.
  • Die erste Hauptfläche 51 entspricht einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist. Beispielsweise kann die erste Hauptfläche 51 einer (000-1)-Ebene oder einer (0001)-Ebene, entsprechen, einer Ebene, die um 2° oder mehr und 8° oder weniger bezogen auf die (000-1)-Ebene geneigt ist, oder einer Ebene, die um 2° oder mehr und 8° oder weniger bezogen auf die (0001)-Ebene geneigt ist, entsprechen. Der Höchstdurchmesser der ersten Hauptfläche 51 beträgt beispielsweise 100 mm oder mehr, und vorzugsweise 150 mm oder mehr. Sowohl das Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 als auch die Siliziumkarbid-Epitaxieschicht 24 sind beispielsweise aus hexagonalem Siliziumkarbid mit dem Polytyp 4H gebildet. Das Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat umfasst beispielsweise eine n-Verunreinigung, wie Stickstoff, und weist eine n-Leitfähigkeit auf.
  • Ein Gate-Graben 30 und ein Source-Graben 40 sind in der ersten Hauptfläche 51 ausgebildet. Der Gate-Graben 30 ist durch eine erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft, definiert. Der Source-Graben 40 ist durch eine zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft, und eine zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft, definiert. Die Siliziumkarbid-Epitaxieschicht 24 umfasst im Wesentlichen einen Driftbereich 12, ein Körpergebiet 13, ein Source-Gebiet 14, ein erstes Gebiet 1 und ein zweites Gebiet 2.
  • Der Driftbereich 12 umfasst eine n-Verunreinigung (Verunreinigung vom ersten Leitfähigkeitstyp), wie Stickstoff, und hat eine n-Leitfähigkeit (erster Leitfähigkeitstyp). Die Konzentration der n-Verunreinigung des Driftbereichs 12 beträgt beispielsweise etwa 7 × 1015 cm-3. Die n-Verunreinigungskonzentration des Siliziumkarbid-Einkristallsubstrats 11 kann höher als die n-Verunreinigungskonzentration des Driftbereichs 12 sein.
  • Das Körpergebiet 13 ist auf dem Driftbereich 12 angeordnet. Das Körpergebiet 13 umfasst eine p-Verunreinigung (Verunreinigung vom zweiten Leitfähigkeitstyp), wie Aluminium, und hat eine p-Leitfähigkeit (zweiter Leitfähigkeitstyp). Die p-Verunreinigungskonzentration des Körpergebiets 13 kann niedriger als die n-Verunreinigungskonzentration des Driftbereichs 12 sein. Es kann ein Kanal in einem Gebiet des Körpergebiets 13 gegenüber dem Gate-Isolierfilm 15 gebildet werden.
  • Das Source-Gebiet 14 ist auf dem Körpergebiet 13 angeordnet. Die Bodenfläche des Source-Gebiets 14 ist mit der oberen Fläche des Körpergebiets 13 in Kontakt. Das Source-Gebiet 14 ist durch das Körpergebiet 13 von dem Driftbereich 12 getrennt. Das Source-Gebiet 14 umfasst z. B. eine n-Verunreinigung, wie beispielsweise Stickstoff oder Phosphor, und weist die n-Leitfähigkeit auf. Das Source-Gebiet 14 bildet einen Abschnitt der ersten Hauptfläche 51 des Siliziumkarbidsubstrats 10. Die n-Verunreinigungskonzentration des Source-Gebiets 14 kann höher als die n-Verunreinigungskonzentration des Driftbereichs 12 sein.
  • Das erste Gebiet 1 ist zwischen der zweiten Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet. Das erste Gebiet 1 umfasst z. B. eine p-Verunreinigung, wie Aluminium, und weist die p-Leitfähigkeit auf. Das erste Gebiet 1 liegt z. B. der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche 42 gegenüber. Das erste Gebiet 1 erstreckt sich z. B. entlang der Erstreckungsrichtung des Source-Grabens 40.
  • Das zweite Gebiet ist in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1, dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14. Das zweite Gebiet 2 umfasst z. B. eine p-Verunreinigung, wie Aluminium, und weist die p-Leitfähigkeit auf. Die p-Verunreinigungskonzentration des zweiten Gebiets 2 beträgt z. B. 1 × 1019 cm-3 oder mehr und 2 × 1020 cm-3 oder weniger. Das zweite Gebiet 2 verbindet das erste Gebiet 1 mit der Source-Elektrode 16. Befindet sich das erste Gebiet 1 in einem potenzialfreien Zustand, dringt eine elektrische Kraftlinie von der Drain-Elektrode 20 in die Gate-Elektrode 27 ein, um eine Kapazität (Rückwirkungskapazität) zwischen der Gate-Elektrode 27 und der Drain-Elektrode 20 zu bilden. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das erste Gebiet 1 ein Source-Potenzial auf, wenn das erste Gebiet 1 geerdet ist. Somit dringt die elektrische Kraftlinie von der Drain-Elektrode 20 in die Source-Elektrode 16 ein. In diesem Fall bildet sich eine Kapazität zwischen der Drain-Elektrode 20 und der Source-Elektrode 16; jedoch beeinträchtigt diese Kapazität eine Schaltcharakteristik nicht. Das zweite Gebiet 2 bildet z. B. die zweite Seitenfläche 41 und die zweite Bodenfläche 42. Das zweite Gebiet 2 kann einen Abschnitt der ersten Hauptfläche 51 bilden. Das zweite Gebiet 2 ist derart vorgesehen, dass es sich durch die Source-Elektrode 16 und das Körpergebiet 13 zum ersten Gebiet 1 erstreckt. Das zweite Gebiet 2 kann sich z. B. entlang der Erstreckungsrichtung des Source-Grabens 40 erstrecken.
  • Das zweite Gebiet 2 weist ein drittes Gebiet 3 und ein viertes Gebiet 4 auf. Das dritte Gebiet 3 ist ein Gebiet, das derart ausgebildet ist, dass es das erste Gebiet 1 überlappt. Somit kann die p-Verunreinigungskonzentration in dem dritten Gebiet 3 höher als die p-Verunreinigungskonzentration in dem vierten Gebiet 4 sein. Das dritte Gebiet 3 ist von dem ersten Gebiet 1 umgeben. Das vierte Gebiet 4 erstreckt sich zu dem dritten Gebiet 3. Das vierte Gebiet 4 ist mit dem Driftbereich 12 in Kontakt.
  • Die p- und n-Verunreinigungskonzentrationen in den zuvor beschriebenen Verunreinigungsgebieten können z. B. mittels SIMS (Sekundärionen-Massenspektrometer) gemessen werden.
  • Wie in 1 gezeigt, kann in einer Querschnittsansicht (Gesichtsfeld in einer Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52) die erste Seitenfläche 31 bezogen auf die erste Bodenfläche 32 derart geneigt sein, dass die Breite des Gate-Grabens 30 in konischer Form verengt wird, wenn sich der Gate-Graben 30 von der ersten Hauptfläche 51 zur zweiten Hauptfläche 52 erstreckt. Ein Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 beträgt bezogen auf die erste Bodenfläche 32 z. B. 50° oder mehr und 65° oder weniger. Die erste Seitenfläche 31 kann einer Ebene, die um 50° oder mehr und 65° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist, entsprechen. Alternativ kann die erste Seitenfläche 31 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptfläche 51 verlaufen. Die erste Bodenfläche 32 kann im Wesentlichen parallel zu der ersten Hauptfläche 51 verlaufen.
  • Der Gate-Isolierfilm 15 ist in dem Gate-Graben 30 vorgesehen. Der Gate-Isolierfilm 15 ist an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14, und ist an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12. Der Gate-Isolierfilm 15 ist beispielsweise eine thermische Oxidationsschicht. Der Gate-Isolierfilm 15 kann mit dem Source-Gebiet 14 an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt stehen. Der Gate-Isolierfilm 15 besteht aus einem Material, das beispielsweise Siliziumoxid enthält. Die Dicke des Abschnitts des Gate-Isolierfilms 15 in Kontakt mit der ersten Bodenfläche 32 kann größer sein als die Dicke des Abschnitts des Gate-Isolierfilms 15 in Kontakt mit der ersten Seitenfläche 31.
  • Die Gate-Elektrode 27 ist auf dem Gate-Isolierfilm 15 im Gate-Graben 30 ausgebildet. Die Gate-Elektrode 27 ist beispielsweise aus Polysilizium, das eine Verunreinigung aufweist, gebildet. Die Gate-Elektrode 27 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass sie der ersten Hauptfläche 51, der ersten Seitenfläche 31 und der ersten Bodenfläche 32 zugewandt ist.
  • Die Source-Elektrode 16 ist in dem Source-Graben 40 ausgebildet. Die Source-Elektrode 16 ist sowohl mit der zweiten Seitenfläche 41 als auch der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt und sie ist mit einem Abschnitt der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt. Mit anderen Worten ist die Source-Elektrode 16 an der zweiten Seitenfläche 41, der zweiten Bodenfläche 42 und der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2. Die Source-Elektrode 16 ist an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14. Die Source-Elektrode 16 ist beispielsweise aus einem Material, das TiAlSi enthält, gebildet. Die Source-Elektrode 16 kann aus einem Material, das NiSi enthält, gebildet sein. Vorzugsweise steht die Source-Elektrode 16 in ohmscher Verbindung mit sowohl dem Source-Gebiet 14 als auch dem zweiten Gebiet 2. Eine Kontaktfläche zwischen der Source-Elektrode 16 und dem zweiten Gebiet 2 kann größer sein als eine Kontaktfläche zwischen der Source-Elektrode 16 und dem Source-Gebiet 14.
  • Wie in 1 gezeigt, kann in einer Querschnittsansicht die zweite Seitenfläche 41 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 derart geneigt sein, dass sich die Breite des Source-Grabens 40 mit der Erstreckung des Gate-Grabens 30 von der ersten Hauptfläche 51 in Richtung der zweiten Hauptfläche 52 in einer konischen Form verengt. Ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 beträgt bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 beispielsweise 50° oder mehr und 65° oder weniger. Die zweite Seitenfläche 41 kann einer Ebene entsprechen, die um 50° oder mehr und 65° oder weniger bezogen auf die {0001}-Ebene geneigt ist. Alternativ kann die zweite Seitenfläche 41 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptfläche 51 verlaufen. Die zweite Bodenfläche 42 kann im Wesentlichen parallel zur ersten Hauptfläche 51 verlaufen.
  • Die Source-Zwischenverbindung 19 ist in Kontakt mit der Source-Elektrode 16 im Source-Graben 40. Die Source-Zwischenverbindung 19 ist beispielsweise aus einem Material, das Aluminium enthält, gebildet. Die Source-Zwischenverbindung 19 liegt sowohl der zweiten Seitenfläche 41 als auch der zweiten Bodenfläche 42 gegenüber. Die Source-Zwischenverbindung 19 bedeckt den Zwischenschicht-Isolierfilm 22.
  • Der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 ist in Kontakt mit der Gate-Elektrode 27, dem Gate-Isolierfilm 15 und der Source-Zwischenverbindung 19 ausgebildet. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 ist beispielsweise aus einem Material, das Siliziumdioxid enthält, gebildet. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 bildet eine elektrische Isolierung zwischen der Gate-Elektrode 27 und der Source-Elektrode 16. Die Drain-Elektrode 20 ist in Kontakt mit dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 an der zweiten Hauptfläche 52 und ist mit dem Driftbereich 12 elektrisch verbunden. Die Drain-Elektrode 20 ist beispielsweise aus einem Material, das NiSi oder TiAISi enthält, gebildet.
  • 2 zeigt eine p-Verunreinigungskonzentration zur Verteilung des ersten Gebiets 1 und des zweiten Gebiets 2 in einer Richtung entlang eines Pfeils II der 1. In 2 zeigt eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie ein p-Verunreinigungskonzentrationsprofil in einem Schritt des Bildens des ersten Gebiets 1, während eine durchgezogene Linie ein p-Verunreinigungskonzentrationsprofil in einem Schritt des Bildens des zweiten Gebiets 2 zeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst das zweite Gebiet 2: das dritte Gebiet 3, das das erste Gebiet 1 überlappt; und das vierte Gebiet 4 zwischen dem dritten Gebiet 3 und der zweiten Bodenfläche 42. In einem Bereich von der zweiten Bodenfläche 42 (Position mit einer Tiefe von 0 µm) zu einer Tiefe von etwa 0,6 µm ist die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 im Wesentlichen konstant. In einem Bereich von einer Tiefe von etwa 0,6 µm bis zu einer Tiefe von etwa 1 µm fällt die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 monoton in der Richtung von der zweiten Bodenfläche 42 zur zweiten Hauptfläche 52 ab. Das vierte Gebiet 4 wird beispielsweise durch eine fünfstufige Ionenimplantation gebildet. Eine Konzentration a2 der p-Verunreinigung des vierten Gebiets 4 in der zweiten Bodenfläche 42 beträgt beispielsweise 1 × 1019 cm-3 oder mehr und 2 × 1020 cm-3 oder weniger. Die Höchstkonzentration a1 der p-Verunreinigung des ersten Gebiets 1 beträgt beispielsweise 1 × 1017 cm-3 oder mehr und 1 × 1019 cm-3 oder weniger. Die Höchstkonzentration der p-Verunreinigung des vierten Gebiets 4 ist höher als die Höchstkonzentration der p-Verunreinigung i9m ersten Gebiet 1. In der Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche 52 beträgt ein Abstand zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der Grenze 17 (siehe 1) zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 etwa 1,0 µm. Die p-Verunreinigungskonzentration der Grenze 17 zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 beträgt beispielsweise 1 × 1017 cm-3 oder mehr und 1 × 1018 cm-3 oder weniger.
  • Wie in 3 gezeigt, weist in einer Draufsicht (Gesichtsfeld in der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52) der Source-Graben 40 beispielsweise eine hexagonale Form auf. Der Gate-Graben 30 ist zwischen zwei benachbarten Source-Gräben 40 vorgesehen. Die erste Hauptfläche 51 verbindet die zweite Seitenfläche 41 des Source-Grabens 40 mit der ersten Seitenfläche 31 des Gate-Grabens 30. Der Gate-Graben 30 weist beispielsweise eine Honigwabenform auf. Der Gate-Graben 30 kann den Source-Graben 40 umgeben. In 3 ist jedes Gebiet, das schraffiert dargestellt ist, das zweite Gebiet 2. Wie in 3 gezeigt, weist in der Draufsicht das zweite Gebiet 2 beispielsweise eine hexagonale Form auf. Das zweite Gebiet 2 ist derart vorgesehen, dass es den Source-Graben 40 umgibt. Der Source-Graben Gate-Graben 30 ist derart vorgesehen, dass er das zweite Gebiet 2 umgibt.
  • (Erste Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer ersten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. 4 zeigt eine erste Modifikation der p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung des ersten Gebiets 1 und des zweiten Gebiets 2 in der Richtung entlang des Pfeils II der 1. Wie in 4 gezeigt, nimmt in einem Bereich von der zweiten Bodenfläche 42 (Position mit einer Tiefe von 0 µm) bis zu einer Tiefe von etwa 0,8 µm, in der Richtung von der zweiten Bodenfläche 42 in Richtung der zweiten Hauptfläche 52, die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 allmählich ab, während sie abwechselnd Höchst- und Mindestwerte aufweist. In einem Gebiet von einer Tiefe von etwa 0,8 µm bis zu einer Tiefe von etwa 0,92 µm fällt die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 monoton in der Richtung von der zweiten Bodenfläche 42 in Richtung der zweiten Hauptfläche 52 ab. Das vierte Gebiet 4 wird beispielsweise durch eine vierstufige Ionenimplantation gebildet. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 beträgt der Abstand zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der Grenze 17 (siehe 1) zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 in etwa 0,92 µm. Die p-Verunreinigungskonzentration der Grenze 17 zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 beträgt beispielsweise 1 × 1017 cm-3 oder mehr und 1 × 1018 cm-3 oder weniger.
  • (Zweite Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer zweiten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. 5 zeigt eine zweite Modifikation der p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung des ersten Gebiets 1 und des zweiten Gebiets 2 in der Richtung entlang des Pfeils II der 1. Wie in 5 gezeigt, nimmt in einem Bereich von der zweiten Bodenfläche 42 (Position mit einer Tiefe von 0 µm) bis zu einer Tiefe von etwa 0,05 µm die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 monoton in der Richtung von der zweiten Bodenfläche 42 in Richtung der zweiten Hauptfläche 52 ab. Das vierte Gebiet 4 wird beispielsweise durch eine einstufige Ionenimplantation gebildet. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 beträgt der Abstand zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der Grenze 17 (siehe 1) zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 in etwa 0,05 µm. Die p-Verunreinigungskonzentration der Grenze 17 zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 beträgt beispielsweise 1 × 1018 cm-3 oder mehr und 1 × 1019 cm-3 oder weniger. Ist der Abstand zwischen dem ersten Gebiet 1 und der zweiten Bodenfläche 42 kurz (beispielsweise etwa 0,1 µm), kann das zweite Gebiet 2 durch eine einstufige Ionenimplantation gebildet werden.
  • (Dritte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer dritten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 6 gezeigt, kann in einer Draufsicht die Form von jeweils dem Source-Graben 40 und dem Gate-Graben 30 eine Streifenform sein. Der Gate-Graben 30 kann sich in einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung (Aufwärts/Abwärtsrichtung in 6) des Source-Grabens 40 erstrecken. Der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 können abwechselnd entlang der Richtung (Horizontalrichtung in 6) senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Source-Grabens 40 ausgebildet werden. In 6 ist ein Gebiet, das schraffiert dargestellt ist, das zweite Gebiet 2. Wie in 6 gezeigt, ist in der Draufsicht die Form des zweiten Gebiets 2 beispielsweise eine Streifenform. Das zweite Gebiet 2 ist entlang der Erstreckungsrichtung des Source-Grabens 40 ausgebildet.
  • (Vierte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer vierten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 7 gezeigt, kann das zweite Gebiet 2 umfassen: ein drittes Gebiet 3 in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1; und ein viertes Gebiet 4, das durchgehend zum dritten Gebiet 3 verläuft und in Kontakt mit dem Driftbereich 12 ist. Das vierte Gebiet 4 umfasst: ein fünftes Gebiet 5 in Kontakt mit sowohl dem Driftbereich 12 als auch dem dritten Gebiet; und ein sechstes Gebiet 6, das zwischen dem fünften Gebiet 5 und dem Source-Graben 40 angeordnet ist. Das sechste Gebiet 6 ist mit der Source-Elektrode 16 an der ersten Hauptfläche 51, der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt.
  • 8 zeigt eine p-Verunreinigungskonzentrationsverteilung von sowohl dem ersten Gebiet 1 als auch dem zweiten Gebiet 2 in einer Richtung entlang eines Pfeils VI in 7. In 8 zeigt eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie ein p-Verunreinigungskonzentrationsprofil in dem Schritt des Bildens des ersten Gebiets 1, während eine durchgezogene Linie ein p-Verunreinigungskonzentrationsprofil in einem Schritt des Bildens des zweiten Gebiets 2 zeigt. Wie in 8 gezeigt, weist das zweite Gebiet 2 das dritte Gebiet 3 und das vierte Gebiet 4 auf. Das vierte Gebiet 4 weist das fünfte Gebiet 5 und das sechste Gebiet 6 auf. Wie in 8 gezeigt, kann die p-Verunreinigungskonzentration des vierten Gebiets 4 einen Mindestwert an einer Position aufweisen, die um etwa 0,15 µm von der zweiten Bodenflächen 42 entfernt ist, und kann einen Höchstwert an einer Position aufweisen, die um etwa 0,45 µm von der zweiten Bodenfläche 42 entfernt ist. Das vierte Gebiet 4 wird beispielsweise durch eine zweistufige Ionenimplantation gebildet. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 beträgt der Abstand zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der Grenze 17 (siehe 7) zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 etwa 0,7 µm. Die p-Verunreinigungskonzentration der Grenze 17 zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 beträgt beispielsweise 1 × 1017 cm-3 oder mehr und 1 × 1018 cm-3 oder weniger.
  • In dem vierten Gebiet 4 ist das fünfte Gebiet 5 auf der Seite der zweiten Hauptfläche 52 bezogen auf die Position, die den Mindestwert der p-Verunreinigungskonzentration aufweist, angeordnet, und das sechste Gebiet 6 ist auf der Seite der zweiten Bodenfläche 42 bezogen auf die Position, die den Mindestwert der p-Verunreinigungskonzentration aufweist, angeordnet. Eine Hilfskonzentration a3 der p-Verunreinigung des fünften Gebiets 5 ist niedriger als eine Höchstkonzentration a2 der p-Verunreinigung des sechsten Gebiets 6. Die Höchstkonzentration a3 der p-Verunreinigung des fünften Gebiets 5 beträgt beispielsweise 1 × 1017 cm-3 oder mehr und 2 × 1019 cm-3 oder weniger. Die Höchstkonzentration a2 der p-Verunreinigung des sechsten Gebiets 6 beträgt beispielsweise 1 × 1019cm-3 oder mehr und 2 × 1020cm-3 oder weniger. Das dritte Gebiet überlappt das erste Gebiet. Wie in 8 gezeigt, ist die Konzentration a2 der p-Verunreinigung in der zweiten Bodenfläche 42 höher als die p-Verunreinigungskonzentration an der Grenze 17 zwischen dem dritten Gebiet 3 und dem vierten Gebiet 4.
  • (Fünfte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer fünften Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 9 gezeigt, kann das Siliziumkarbidsubstrat 10 ferner ein neuntes Gebiet 9 aufweisen. Das neunte Gebiet 9 ist zwischen der ersten Bodenfläche 32 des Gate-Grabens 30 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet. Das neunte Gebiet 9 umfasst eine p-Verunreinigung, wie beispielsweise Aluminium, und hat die p-Leitfähigkeit. Die Höchstkonzentration der p-Verunreinigung des neunten Gebiets 9 ist im Wesentlichen gleich hoch wie die Höchstkonzentration der p-Verunreinigung des ersten Gebiets 1. Das neunte Gebiet 9 kann gleichzeitig mit dem ersten Gebiet 1 gebildet werden. Ein Abstand zwischen der oberen Fläche des neunten Gebiets 1 und der unteren Bodenfläche 32 ist im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der oberen Fläche des ersten Gebiets 1 und der zweiten Bodenfläche 42.
  • Das neunte Gebiet 9 ist beispielsweise der ersten Bodenfläche 32 zugewandt. Das neunte Gebiet 9 erstreckt sich beispielsweise entlang der Erstreckungsrichtung des Gate-Grabens 30. Das neunte Gebiet ist mit dem ersten Gebiet 1 elektrisch verbunden. Das neunte Gebiet 9 ist mit der ersten Bodenfläche 32 getrennt. Der Driftbereich 12 ist zwischen dem neunten Gebiet 9 und der ersten Bodenfläche 32 angeordnet. Das neunte Gebiet 9 dient dazu, eine Konzentration eines elektrischen Feldes an einem Eckabschnitt, der durch die erste Seitenfläche 31 und die erste Bodenfläche 32 des Gate-Grabens 30 gebildet wird, zu verringern.
  • (Sechste Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer sechsten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 25 gezeigt, kann das zweite Gebiet 2 von der ersten Hauptfläche 51 getrennt sein. Mit anderen Worten bildet das zweite Gebiet 2 nicht die erste Hauptfläche 51. Das zweite Gebiet 2 ist mit dem Körpergebiet 13 in Kontakt und von dem Source-Gebiet 14 getrennt. Das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und das zweite Gebiet 2 sind in Kontakt mit der Source-Elektrode 16 an der zweiten Seitenfläche 41. Die zweite Seitenfläche 41 ist aus dem Source-Gebiet 14, dem Körpergebiet 13 und dem zweiten Gebiet 2 gebildet. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Breite des zweiten Gebiets 2 kleiner als die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 sein. Die Grenze zwischen dem zweiten Gebiet 2 und dem Körpergebiet 13 kann auf der Seite der zweiten Hauptfläche 52 bezogen auf eine Grenze zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Körpergebiet 13 in der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet sein. Dementsprechend kann der Kontaktwiderstand zwischen jeweils dem Source-Gebiet 14 und dem zweiten Gebiet 2 und der Source-Elektrode 16 verringert werden.
  • (Siebente Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer siebenten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 26 gezeigt, kann das Siliziumkarbidsubstrat 10 ein Verunreinigungsgebiet 18 aufweisen. Das Verunreinigungsgebiet 18 ist ein JFET (Sperrschichtfeldeffekttransistor)-Gebiet. Das Verunreinigungsgebiet 18 umfasst eine n-Verunreinigung (Verunreinigung vom ersten Leitfähigkeitstyp), wie Stickstoff, und hat die n-Leitfähigkeit (den ersten Leitfähigkeitstyp). Das Verunreinigungsgebiet 18 ist zwischen der ersten Bodenfläche 32 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet. Das Verunreinigungsgebiet 18 ist im ersten Gebiet 1 zugewandt. In einer Querschnittsansicht ist das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen einem Paar erster Gebiete 1 angeordnet. Das Verunreinigungsgebiet 18 kann mit dem ersten Gebiet 1 in Kontakt sein. In einer Querschnittsansicht kann das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen dem Paar erster Gebiete 1 angeordnet sein.
  • Die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Verunreinigungsgebiet 18 ist höher als die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Driftbereich 12. Die Konzentration der n-Verunreinigung im Verunreinigungsgebiet 18 beträgt beispielsweise 1 × 1015 cm-3 oder mehr und 5 × 1017 cm-3 oder weniger. Die Dicke des Verunreinigungsgebiets 18 entspricht im Wesentlichen jener des ersten Gebiets 1. Das Verunreinigungsgebiet 18 kann sowohl der ersten Bodenfläche 32 als auch der ersten Seitenfläche 31 zugewandt sein. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Breite des Verunreinigungsgebiets 18 größer als die Breite der ersten Bodenfläche 32 sein. Dementsprechend kann der Sperrwiderstand durch das erste Gebiet 1 unterdrückt werden. Folglich kann der Durchschlagswiderstand verringert werden.
  • (Achte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer achten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 27 gezeigt, kann sich die zweite Seitenfläche 41 des Source-Grabens 40 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51 erstrecken. Ein Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 beträgt bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 beispielsweise mehr als 65° und 90° oder weniger. Der Winkel θ2 beträgt 70° oder mehr oder 80° oder mehr. Das zweite Gebiet 2 umfasst das dritte Gebiet 3 und das vierte Gebiet 4. Das vierte Gebiet 4 weist ein siebentes Gebiet 7 und ein achtes Gebiet 8 auf. Das achte Gebiet 8 verläuft durchgehend zum dritten Gebiet 3. Das siebente Gebiet 7 ist gegenüber dem dritten Gebiet 3 bezogen auf das achte Gebiet 8 angeordnet. Das achte Gebiet 8 ist zwischen dem siebenten Gebiet 7 und dem dritten Gebiet 3 angeordnet. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann eine Grenze zwischen dem siebenten Gebiet 8 und dem achten Gebiet 8 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein.
  • In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Breite des siebenten Gebiets 7 größer als die Breite des achten Gebiets 8 sein. Die Breite des achten Gebiets 8 kann im Wesentlichen jene des dritten Gebiets 3 entsprechen. Die Breite des siebenten Gebiets 7 kann größer als die Breite des dritten Gebiets 3 sein. Die Breite des siebenten Gebiets 7 kann größer als die Breite der zweiten Bodenfläche 42 sein. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Driftbereich 12 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann in der Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen der Grenze zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Körpergebiet 13 und der Grenze zwischen dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 angeordnet sein. Eine Ebene, die die zweite Bodenfläche 42 umfasst, kann das Körpergebiet 13 kreuzen. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann ein Zellenabstand verringert werden. Da darüber hinaus die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 derart angeordnet ist, dass sie das Körpergebiet 13 kreuzt, ist die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 von dem Körpergebiet 13 umgeben. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Source-Elektrode 16 über dem Driftbereich 12 mit der Drain-Elektrode 20 kurzgeschlossen wird.
  • (Neunte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer neunten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 28 gezeigt, kann die Tiefe des Source-Grabens 40 im Wesentlichen jener des Gate-Grabens 30 entsprechen. Die zweite Seitenfläche 41 des Source-Grabens 40 kann sich im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51 erstrecken. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die zweite Hauptfläche 42 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann in der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen der Grenze zwischen dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 und er Grenze zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 angeordnet sein. Eine Ebene, die die zweite Bodenfläche 42 umfasst, kann den Driftbereich 12 kreuzen. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann ein Zellenabstand verringert werden.
  • (Zehnte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer zehnten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 29 gezeigt, kann der Source-Graben 40 aus einem gefalteten Graben gebildet sein, sodass diese zwei oder mehr Seitenabschnitte aufweist. Insbesondere umfasst die zweite Seitenfläche 41 einen ersten Seitenabschnitt 43 und einen zweiten Seitenabschnitt 44. Der erste Seitenabschnitt 43 erstreckt sich bis zur zweiten Wohnfläche 42. Der zweite Seitenabschnitt 44 erstreckt sich bis zum ersten Seitenabschnitt 43. Der Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 kann bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 kleiner als der Winkel θ3 des zweiten Seitenabschnitts 44 bezogen auf die Ebene parallel zu der zweiten Bodenfläche 42 sein. Der Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 kann beispielsweise bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 50° oder mehr und 65° oder weniger betragen. Der Winkel θ3 kann beispielsweise größer als 65° und 90° oder kleiner sein. Der Winkel θ3 kann 70° oder mehr oder 80° oder mehr betragen. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann ein zellenabstand verringert werden.
  • Der zweite Seitenabschnitt 44 kann durchgehend zur ersten Hauptfläche 51 verlaufen. Der zweite Seitenabschnitt 44 kann sich im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptfläche 51 erstrecken. Das Source-Gebiet 14 und das Körpergebiet 13 sind am zweiten Seitenabschnitt 44 in Kontakt mit der Source-Elektrode 16. Der zweite Seitenabschnitt 44 ist aus dem Source-Gebiet 14 und dem Körpergebiet 13 gebildet. Das zweite Gebiet 2 ist an dem ersten Seitenabschnitt 43 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit der Source-Elektrode 16. Der erste Seitenabschnitt 43 und die zweite Bodenfläche 44 sind auf dem zweiten Gebiet 2 gebildet. Das zweite Gebiet 2 ist von der ersten Hauptfläche 51 getrennt. Das zweite Gebiet 2 ist mit dem Körpergebiet 13 in Kontakt und von dem Source-Gebiet 14 getrennt. Dementsprechend kann der Kontaktwiderstand von jeweils dem Source-Gebiet 14 und dem zweiten Gebiet 2 und der Source-Elektrode 16 verringert werden.
  • Das Siliziumkarbidsubstrat 10 kann ein Verunreinigungsgebiet 18 aufweisen. Das Verunreinigungsgebiet 18 ist ein JFET-Gebiet. Das Verunreinigungsgebiet 18 umfasst eine n-Verunreinigung (Verunreinigung vom ersten Leitfähigkeitstyp), wie Stickstoff, und hat die n-Leitfähigkeit (erster Leitfähigkeitstyp). Das Verunreinigungsgebiet 18 ist zwischen der ersten Bodenfläche 32 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet. Wie in 29 gezeigt, ist in einer Querschnittsansicht das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen dem Paar erster Gebiete 1 angeordnet. Die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp im Verunreinigungsgebiet 18 ist höher als die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp im Bereich 12. Die n-Verunreinigungskonzentration im Verunreinigungsgebiet 18 beträgt beispielsweise 1 × 1015 cm-3 oder mehr und 5 × 1017 cm-3 oder weniger. Die Dicke des Verunreinigungsgebiets 18 entspricht im Wesentlichen jener des ersten Gebiets 1. Das Verunreinigungsgebiet 18 kann sowohl der ersten Bodenfläche 32 als auch der ersten Seitenfläche 31 zugewandt sein. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Breite des Verunreinigungsgebiets 18 größer als die Breite der ersten Bodenfläche 32 sein. Dementsprechend kann ein Sperrwiderstand durch das erste Gebiet 1 unterdrückt werden. Folglich kann der Durchlasswiderstand verringert werden.
  • (Elfte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer elften Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 30 gezeigt, kann das Siliziumkarbidsubstrat 10 ein Verunreinigungsgebiet 18 aufweisen. Das Verunreinigungsgebiet 18 ist ein JFET-Gebiet. Das Verunreinigungsgebiet 18 umfasst eine n-Verunreinigung (Verunreinigung vom ersten Leitfähigkeitstyp), wie Stickstoff, und hat die n-Leitfähigkeit (den ersten Leitfähigkeitstyp). Das Verunreinigungsgebiet 18 ist zwischen der ersten Bodenfläche 32 und der zweiten Hauptfläche 52 angeordnet. Das Verunreinigungsgebiet 18 ist im ersten Gebiet 1 zugewandt. In einer Querschnittsansicht ist das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen einem Paar erster Gebiete 1 angeordnet. Das Verunreinigungsgebiet 18 kann in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 sein. In der Querschnittsansicht kann das Verunreinigungsgebiet 18 zwischen dem Paar erster Gebiete 1 angeordnet sein. Das zweite Gebiet 2 kann einen Abschnitt der ersten Hauptfläche 51 bilden.
  • Die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp im Verunreinigungsgebiet 18 ist höher als die Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp im Driftbereich 12. Die n-Verunreinigungskonzentration im Verunreinigungsgebiet 18 beträgt beispielsweise 1 × 1015 cm-3 oder mehr und 5 × 1017 cm-3 oder weniger. Die Dicke des Verunreinigungsgebiets 18 ist im Wesentlichen gleich jenem des ersten Gebiets 1. Das Verunreinigungsgebiet 18 kann sowohl der ersten Bodenfläche 32 als auch der ersten Seitenfläche 31 zugewandt sein. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 32 kann die Breite des Verunreinigungsgebiets 18 größer als die Breite der ersten Bodenfläche 32 sein. Dementsprechend kann ein Sperrwiderstand durch das erste Gebiet 1 unterdrückt werden. Folglich kann der Durchlasswiderstand verringert werden.
  • (Zwölfte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer zwölften Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 31 gezeigt, kann der Source-Graben 40 aus einem gefalteten Graben gebildet sein, der zwei oder mehr Seitenabschnitte aufweist. Insbesondere umfasst die zweite Seitenfläche 41 den ersten Seitenabschnitt 43 und den zweiten Seitenabschnitt 44. Der erste Seitenabschnitt 43 verläuft durchgehend zur zweiten Bodenfläche 42. Der zweite Seitenabschnitt 44 verläuft durchgehend zum ersten Seitenabschnitt 43. Der Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 kann kleiner als der Winkel θ3 des zweiten Seitenabschnitts 44 bezogen auf die Ebene parallel zur zweiten Bodenfläche 42 sein. Der Winkel θ2 des ersten Seitenabschnitts 43 beträgt beispielsweise bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 50° oder mehr und 65° oder weniger. Der Winkel θ3 beträgt beispielsweise mehr als 65° und 90° oder weniger. Der Winkel θ3 kann 70° oder mehr oder 80° oder mehr betragen. In der Richtung parallel zur zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann der Zellabschnitt verringert werden.
  • Der zweite Seitenabschnitt 44 kann durchgehend bis zur ersten Hauptfläche 51 verlaufen. Der zweite Seitenabschnitt 44 kann sich im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptfläche 51 erstrecken. Das zweite Gebiet 2 ist am ersten Seitenabschnitt 43, dem zweiten Seitenabschnitt 44 und der zweiten Bodenfläche 42 in Kontakt mit der Source-Elektrode 16. Der erste Seitenabschnitt 43, der zweite Seitenabschnitt 44 und die zweite Bodenfläche 42 bilden das zweite Gebiet 2. Das zweite Gebiet 2 bildet einen Abschnitt der ersten Hauptfläche 51. Das zweite Gebiet 2 ist am Kontakt mit dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14. Dementsprechend kann ein Kontaktwiderstand zwischen dem zweiten Gebiet 2 und der Source-Elektrode 16 verringert werden.
  • (Dreizehnte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer dreizehnten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 32 gezeigt, kann sich die zweite Seitenfläche 41 des Source-Grabens 40 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptfläche 51 erstrecken. Der Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 beträgt beispielsweise bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 mehr als 65° und 90° oder weniger. Der Winkel θ2 kann 70° oder mehr oder 80° oder mehr betragen. Das zweite Gebiet 2 umfasst das dritte Gebiet 3 und das vierte Gebiet 4. Das vierte Gebiet 4 weist das siebente Gebiet 7 und das achte Gebiet 8 auf. Das achte Gebiet 8 verläuft durchgehend zum dritten Gebiet 3. Das siebente Gebiet 7 ist gegenüber dem dritten Gebiet 3 bezogen auf das achte Gebiet 8 angeordnet. Das achte Gebiet 8 ist zwischen dem siebenten Gebiet 7 und dem dritten Gebiet 3 angeordnet. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Grenze zwischen dem siebenten Gebiet 7 und dem achten Gebiet 8 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein. Das zweite Gebiet 2 kann von der ersten Hauptfläche 51 getrennt sein. Die Source-Elektrode 16 kann an der zweiten Seitenfläche 41 in kontakt mit dem Source-Gebiet 14 sein.
  • In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die Breite des siebenten Gebiets 7 größer als die Breite des achten Gebiets 8 sein. Die Breite des achten Gebiets 8 kann im Wesentlichen gleich jener des dritten Gebiets 3 sein. Die Breite des siebenten Gebiets 7 kann größer als die Breite des dritten Gebiets 3 sein. Die Breite des siebenten Gebiets 7 kann größer als die Breite der zweiten Bodenfläche 42 sein. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die zweite Bodenfläche 52 zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Driftgebiet 12 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann in der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen der Grenze zwischen dem Source-Gebiet 14 und dem Körpergebiet 13 und der Grenze zwischen dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 angeordnet sein. Eine Ebene, die die zweite Bodenfläche 42 aufweist, kann das Körpergebiet 13 kreuzen. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann ein Zellenwiderstand verringert werden. Da darüber hinaus die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 so angeordnet ist, dass sie das Körpergebiet 13 kreuzt, wird die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 von dem Körpergebiet 13 umgeben. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Source-Elektrode 16 über den Driftbereich 12 mit der Drain-Elektrode 20 kurzgeschlossen wird.
  • (Vierzehnte Modifikation der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine Konfiguration einer vierzehnten Modifikation des MOSFETs 100 beschrieben. Wie in 33 gezeigt, kann die Tiefe des Source-Grabens 40 im Wesentlichen jener des Gate-Grabens 30 entsprechen. Die zweite Seitenfläche 41 des Source-Grabens 40 kann sich im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51 erstrecken. In der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 kann die zweite Bodenfläche 42 zwischen dem Körpergebiet 13 und dem ersten Gebiet 1 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann in der Richtung senkrecht zu der zweiten Hauptfläche 52 die zweite Bodenfläche 42 zwischen der Grenze zwischen dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 und der Grenze zwischen dem vierten Gebiet 4 und dem dritten Gebiet 3 angeordnet sein. Eine Ebene, die die zweite Bodenfläche 42 aufweist, kann den Driftbereich 12 kreuzen. Das zweite Gebiet 2 kann von der ersten Hauptfläche 51 getrennt sein. Die Source-Elektrode 16 kann an der zweiten Seitenfläche 41 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14 sein. In der Richtung parallel zu der zweiten Hauptfläche 52 ist die Breite der Öffnung des Source-Grabens 40 kleiner als die Breite der Öffnung des Gate-Grabens 30. Dementsprechend kann ein Zellenwiderstand verringert werden.
  • Im Nachfolgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird ein Schritt (S10: 10) des Herstellens eines Siliziumkarbidsubstrats durchgeführt. Beispielsweise wird das Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 unter Verwendung eines Sublimationsverfahrens hergestellt. Der Polytyp des Siliziumkarbid-Einkristallsubstrats 11 ist beispielsweise 4H. Der Höchstdurchmesser des Siliziumkarbid-Einkristallsubstrats 10 beträgt beispielsweise 100 mm oder mehr, und noch bevorzugter 150 mm oder mehr. Anschließend wird eine Siliziumkarbid-Epitaxieschicht 24 auf dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 gebildet. Insbesondere wird der Driftbereich 12 auf dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 (siehe 11) unter Verwendung eines CVD-Verfahrens (chemische Dampfabscheidung) gebildet, wobei: ein Mischgas aus Silan (SiH4) und Propan (C3H8) beispielsweise als Ausgangsmaterialgas verwendet wird; beispielsweise Wasserstoffgas (H2) als Trägergas verwendet wird; und Ammoniak (NH3) als Dotierstoffgas verwendet wird. Die Dicke des Driftbereichs 12 beträgt beispielsweise 9 µm. Die Stickstoffatomkonzentration im Driftbereich 12 beträgt beispielsweise etwa 7 × 1015 cm-3.
  • Anschließend wird eine Maskenschicht (nicht dargestellt) auf einer Fläche 53 des Driftbereichs 12 gebildet. Die Maskenschicht ist mit einer Öffnung über einem Gebiet ausgebildet, in dem das erste Gebiet 1 gebildet werden soll. Unter Verwendung der Maskenschicht werden Ionen mit einer p-Verunreinigung, wie beispielsweise Aluminium, in die Oberfläche 53 des Driftbereichs 12 implantiert. Dementsprechend wird in dem Driftbereich 12 das erste Gebiet 1 gebildet, das einen Abschnitt der Oberfläche 53 bildet (siehe 12). Die Dicke des ersten Gebiets 1 beträgt beispielsweise 0,1 µm oder mehr und 1,2 µm oder weniger. Die Höchstkonzentration der p-Verunreinigung im ersten Gebiet 1 beträgt 1 × 1016 cm-3 oder mehr und 1 × 1019 cm-3. Anschließend wird die Maskenschicht von der Oberfläche 53 entfernt. Anschließend wird ein n-Gebiet auf dem Driftbereich 12 und dem ersten Gebiet 1 durch ein CVD-Verfahren gebildet, wobei beispielsweise ein Mischgas aus Silan und Propan als Ausgangsmaterialgas verwendet werden; Wasserstoffgas als Trägergas verwendet wird; und Ammoniak als Dotierstoffgas verwendet wird.
  • Anschließend wird ein lonenimplantationsschritt durchgeführt. Ionen mit einer p-Verunreinigung, wie beispielsweise Aluminium, werden in das n-Gebiet implantiert. Dementsprechend wird das Körpergebiet 13 mit der p-Leitfähigkeit gebildet. Das Körpergebiet 13 ist derart ausgebildet, dass es von dem ersten Gebiet 1 getrennt ist. Anschließend werden Ionen mit einer n-Verunreinigung, wie beispielsweise Phosphor, in das Körpergebiet 13 implantiert. Dementsprechend wird das Source-Gebiet 14 mit der n-Leitfähigkeit gebildet (siehe 13). Die Dicke des Source-Gebiets 14 beträgt beispielsweise 0,4 µm. Das Source-Gebiet 14 bildet die erste Hauptfläche 51. Die Konzentration der n-Verunreinigung im Source-Gebiet 14 ist höher als die p-Verunreinigungskonzentration im Körpergebiet 13.
  • Anschließend wird ein Schritt (S20: 10) des Bildens des Gate-Grabens und des Source-Grabens durchgeführt. Beispielsweise wird eine Maske 60 mit einer Öffnung über einer Position, in der der Gate-Graben 30 (1) und der Source-Graben 40 (1) gebildet werden sollen, auf der ersten Hauptfläche 51, die das Source-Gebiet 14 bildet, gebildet. Unter Verwendung der Maske 60 wird ein Ätzschritt durchgeführt, um das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und einen Abschnitt des Driftbereichs 12 zu entfernen. Ein verwendbares Ätzverfahren ist beispielsweise das reaktive lonenätzen, insbesondere das induktiv gekoppelte Plasma-RIE. Insbesondere kann beispielsweise das induktiv gekoppelte Plasma-RIE verwendet werden, bei dem SF6 oder ein Mischgas aus SF6 und O2 als reaktives Gas verwendet wird. Durch das Ätzen wird eine Vertiefung in dem Gebiet, in dem der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 gebildet werden sollen, gebildet. Die Vertiefung umfasst: einen Seitenabschnitt im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51; und einen Bodenabschnitt, der derart vorgesehen ist, dass er durchgehend zu dem Seitenabschnitt verläuft und im Wesentlichen parallel zur ersten Hauptfläche 51 ist.
  • Anschließend wird ein thermischer Ätzschritt in der Vertiefung durchgeführt. Beispielsweise kann in dem Zustand, in dem die Maske 60 auf der ersten Hauptfläche 51 gebildet ist, der thermische Ätzschritt durchgeführt werden, indem eine Atmosphäre, die das reaktive Gas mit wenigstens einer oder mehreren Arten von Halogenatomen umfasst, erhitzt werden. Die wenigstens eine oder mehreren Arten von Halogenatomen umfassen Chlor (Cl) Atome und/oder Fluor (F) Atome. Die Atmosphäre umfasst beispielsweise Cl2, BCl3, SF6 oder CF4. Beispielsweise wird der thermische Ätzschritt unter Verwendung eines Mischgases aus Chlorgas und Sauerstoffgas als Reaktionsgas bei einer Wärmebehandlungstemperatur von beispielsweise 700 °C oder mehr und 1000 °C oder weniger durchgeführt. Es sollte beachtet werden, dass das Reaktionsgas zusätzlich zu dem Chlorgas und dem Sauerstoffgas ein Trägergas enthalten kann. Ein verwendbares Trägergas ist beispielsweise Stickstoffgas, Argongas, Heliumgas oder dergleichen.
  • Durch das thermische Ätzen werden der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 in der ersten Hauptfläche 51 gebildet (siehe 14). Vorzugsweise werden der Gate-Graben 30 und der Source-Graben 40 gleichzeitig gebildet. Der Gate-Graben 30 ist definiert durch: die erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft; und die erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft. Die erste Seitenfläche 31 ist aus dem Source-Gebiet 14, Körpergebiet 13 und Driftbereich 12 gebildet. Die erste Bodenfläche 32 ist aus dem Driftbereich 12 gebildet. Der Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 beträgt beispielsweise bezogen auf die erste Bodenfläche 32 54,7°. In ähnlicher Weise ist der Source-Graben 40 definiert durch: die zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft; und die zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft. Die zweite Seitenfläche 41 ist aus dem Source-Gebiet 14, Körpergebiet 13 und Driftbereich 12 gebildet. Die zweite Bodenfläche 42 ist aus dem Driftbereich 12 gebildet. Der Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 beträgt bezogen auf die zweite Bodenfläche 42 beispielsweise 54,7°. Anschließend wird die Maske 60 von der ersten Hauptfläche 51 entfernt (siehe 15).
  • Auf die zuvor beschriebene Weise wird das in 15 gezeigte Siliziumkarbidsubstrat 10 hergestellt. Das Siliziumkarbidsubstrat 10 umfasst: den Driftbereich 12 vom n-Typ; das Körpergebiet 13, das auf dem Driftbereich 12 vorgesehen ist und den p-Typ aufweist, der sich vom n-Typ unterscheidet; das Source-Gebiet 14 auf dem Körpergebiet 13, wobei das Source-Gebiet 14 von dem Driftbereich 12 durch das Körpergebiet 13 getrennt ist, wobei das Source-Gebiet 14 den n-Typ aufweist; und das erste Gebiet 1 zwischen der zweiten Bodenfläche 42 und der zweiten Hauptfläche 52, wobei das erste Gebiet 1 den p-Typ aufweist. Das Siliziumkarbidsubstrat umfasst die erste Hauptfläche 51 und die gegenüberliegende zweite Hauptfläche 52. Die erste Hauptfläche 51 ist aus dem Source-Gebiet 14 gebildet. Die zweite Hauptfläche 52 ist aus dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat 11 gebildet.
  • Anschließend wird ein Schritt (S30: 10) des Bildens des zweiten Gebiets durchgeführt. In dem Schritt des Bildens des zweiten Gebiets wird das zweite Gebiet so ausgebildet, dass es das Profil der in 2, 4 und 5 gezeigten p-Verunreinigungskonzentration aufweist. Zunächst wird eine Maske 61 mit einer Öffnung über einem Gebiet, in dem das zweite Gebiet gebildet werden soll, gebildet. Die Maske 61 wird derart ausgebildet, dass sie die erste Hauptfläche 51, die erste Seitenfläche 31 und die erste Bodenfläche 32 bedeckt. Anschließend wird ein Ionenimplantationsschritt durchgeführt. Unter Verwendung der Maske 61 werden Ionen einer p-Verunreinigung, wie beispielsweise Aluminium, in die zweite Seitenfläche 41 und die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 implantiert. Dementsprechend wird das zweite Gebiet 2 gebildet (siehe 16). Das zweite Gebiet 2 ist mit dem ersten Gebiet 1 in Kontakt, bildet wenigstens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche 41 und der zweiten Bodenfläche 42 und weist den p-Typ auf. Die Ionenimplantation der p-Verunreinigung wird in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51 durchgeführt (die Richtung des Pfeils in 16). Die Ionen mit der p-Verunreinigung werden über die zweite Bodenfläche 42 in die Driftschicht 12 und das erste Gebiet 1 implantiert. Die Ionen mit der p-Verunreinigung werden über die zweite Seitenfläche 41 in das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und den Driftbereich 12 implantiert. Die Ionen mit der p-Verunreinigung werden über die erste Hauptfläche 51 in das Source-Gebiet 14 implantiert. Das zweite Gebiet 2 hat: das dritte Gebiet 3, das das erste Gebiet 1 überlappt; und das vierte Gebiet 4, das den Driftbereich 12, das Körpergebiet 13 und das Source-Gebiet 14 überlappt.
  • Die fünfstufige Implantation wird durchgeführt, um das Profil der p-Verunreinigungskonzentration der 2 zu bilden. Zunächst wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 3 × 1014 cm2 und eine Implantationsenergie 150 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 4 × 1014 cm-2 und eine Implantationsenergie 300 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass die Implantationsdosierungsmenge 4 × 1014 cm-2 und die Implantationsenergie 500 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass die Implantationsdosierungsmenge 4 × 1014 cm-2 und die Implantationsenergie 700 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 4 × 1014 cm-2 und eine Implantationsenergie 900 keV beträgt. Es sollte beachtet werden, dass die Reihenfolge der Implantationsschritte in geeigneter Weise geändert werden können.
  • Die vierstufige Implantation wird durchgeführt, um das Profil der in 4 gezeigten p-Verunreinigungskonzentration zu bilden. Zunächst wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 3 × 1014 cm-2 und eine Implantationsenergie 150 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 2 × 1014 cm-2 und eine Implantationsenergie 300 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 8 × 1013 cm-2 und eine Implantationsenergie 600 keV beträgt. Anschließend wird Aluminium in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 4 × 1013 cm-2 und eine Implantationsenergie 1 MeV beträgt. Es sollte beachtet werden, dass die Reihenfolge der Implantationsschritte in geeigneter Weise geändert werden können.
  • Die einstufige Implantation wird durchgeführt, um das in 5 gezeigte Profil der p-Verunreinigungskonzentration zu bilden. Aluminium wird in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter der Bedingung implantiert, dass eine Implantationsdosierungsmenge 6 × 1014 cm-2 und eine Implantationsenergie 100 keV beträgt. Wenn wie zu vor beschrieben, der Abstand zwischen dem ersten Gebiet 1 und der zweiten Bodenfläche 42 kurz ist (beispielsweise etwa 0,1 µm), wird das zweite Gebiet 2 durch eine einmalige Ionenimplantation durchgeführt. Wenn andererseits der Abstand zwischen dem ersten Gebiet 1 und der zweiten Bodenfläche 2 groß ist (beispielsweise etwa 1 µm), wird das zweite Gebiet 2 gebildet, in dem die Ionenimplantation mehrere Male unter Verwendung unterschiedlicher Implantationsenergien durchgeführt wird. Nach dem lonenimplantationsschritt wird die Maske 61 entfernt.
  • Anschließend wird ein Aktivierungsglühschritt (S40: 10) durchgeführt. Insbesondere wird in einer Inertgasatmosphäre das Aktivierungsglühen auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 durchgeführt. Dementsprechend werden die Verunreinigungsionen, die in das Siliziumkarbidsubstrat 10 implantiert wurden, aktiviert. Dieses Aktivierungsglühen wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 1500 °C oder mehr und 1900 °C oder weniger, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 1700 °C, durchgeführt. Das Aktivierungsglühen wird beispielsweise für etwa 30 Minuten durchgeführt. Eine Atmosphäre für das Aktivierungsglühen kann beispielsweise eine Ar-Atmosphäre sein. Vorzugsweise wird der Aktivierungsglühschritt (S40: 10) nach dem Schritt (S30: 10) zum Bilden des zweiten Gebiets und vor einem Schritt (S50: 10) des Bildens des Gate-Isolierfilms durchgeführt. Bei der Durchführung des Aktivierungsglühschritts ist es wünschenswert, das Siliziumkarbidsubstrat 10 zu erhitzen, wobei ein Schutzfilm (nicht dargestellt) auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 vorgesehen ist, um die erste Hauptfläche 51, die erste Seitenfläche 31, die erste Bodenfläche 32, die zweite Seitenfläche 41 und die zweite Bodenfläche 42 zu bedecken. Dementsprechend kann verhindert werden, dass beim Aktivierungsglühen die erste Hauptfläche 51, die erste Seitenfläche 31, die erste Bodenfläche 32, die zweite Seitenfläche 41 und die zweite Bodenfläche 42 aufgeraut werden.
  • Anschließend wird der Schritt (S50: 10) des Bildens des Gate-Isolierfilms durchgeführt. In einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wird das Siliziumkarbidsubstrat 10 bei einer Temperatur von 1300 °C oder mehr und 1400 °C oder weniger erhitzt. Dementsprechend wird der Gate-Isolierfilm 15 auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 gebildet. Der Gate-Isolierfilm 15 wird in Kontakt mit der ersten Hauptfläche 51, dem Gate-Graben 30 und dem Source-Graben 40 gebildet. Insbesondere ist der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, an der ersten Seitenfläche 31 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14 und an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14. In ähnlicher Weise ist der Gate-Isolierfilm 15 an der ersten Bodenfläche 32 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 und an der zweiten Seitenfläche 41 in Kontakt mit dem Driftbereich 12, dem Köpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14.
  • Nach der Bildung des Gate-Isolierfilms 15 durch thermisches Oxidieren des Siliziumkarbidsubstrat 10 kann die Wärmebehandlung (NO-Glühen) auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 in einer Stickstoffmonoxid- (NO) Gasatmosphäre durchgeführt werden. Beim NO-Glühen wird das Siliziumkarbidsubstrat 10 für etwa 1 Stunde bei 1100 °C oder mehr und 1300 °C oder weniger gehalten. Dementsprechend werden Stickstoffatome in einen Grenzflächenbereich zwischen dem Gate-Isolierfilm 15 und dem Körpergebiet 13 eingebracht. Folglich wird die Bildung von Grenzflächenzuständen im Grenzflächenbereich unterdrückt, wodurch eine Verbesserung der Kanalbeweglichkeit erzielt wird. Es sollte beachtet werden, dass ein anderes Gas (beispielsweise N2O) als das NO-Gas als Atmosphärengas verwendet werden kann, solange Stickstoffatome eingebracht werden können. Nach dem NO-Glühen kann ferner ein Ar-Glühen unter Verwendung von Argon (Ar) als Atmosphärengas durchgeführt werden. Eine Heiztemperatur beim Ar-Glühen ist beispielsweise gleich hoch oder höher als die Heiztemperatur des zuvor beschriebenen NO-Glühens. Das Ar-Glühen wird beispielsweise für etwa 1 Stunde durchgeführt. Dadurch wird die Bildung eines Grenzflächenzustands im Grenzflächenbereich zwischen dem Gate-Isolierfilm 15 und dem Körpergebiet 13 noch besser unterdrückt.
  • Anschließend wird ein Schritt zur Bildung der Gate-Elektrode durchgeführt. Beispielsweise wird durch ein LPCVD (chemisches Niederdruckdampfabscheidungs)-Verfahren die Gate-Elektrode 27 auf dem Gate-Isolierfilm 15 gebildet. Die Gate-Elektrode ist beispielsweise aus Polysilizium gebildet. Die Gate-Elektrode 27 ist innerhalb des Gate-Grabens 30 angeordnet und liegt sowohl der ersten Seitenfläche 31 als auch der ersten Bodenfläche 32 des Gate-Grabens 30 auf dem Gate-Film 15 gegenüber. In ähnlicher Weise wird die Gate-Elektrode 27 im Source-Graben 40 ausgebildet und wird so gebildet, dass sie sowohl der zweiten Seitenfläche 41 als auch der zweiten Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 auf dem Isolierfilm 15 gegenüberliegt (siehe 17). Anschließend wird ein Abschnitt der Gate-Elektrode 27 in dem Source-Graben 40 durch Ätzen entfernt.
  • Anschließend wird ein Schritt des Bildens des Zwischenschichtisolierfilms durchgeführt. Beispielsweise wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 in Kontakt mit dem Gate-Isolierfilm 15 gebildet, um die Gate-Elektrode 27 zu bedecken. Vorzugsweise wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 beispielsweise durch chemische Dampfabscheidung gebildet. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 ist beispielsweise aus einem Material, das Siliziumdioxid enthält, gebildet. Anschließend werden der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 und ein Teil des Gate-Isolierfilms 15 geätzt. Dementsprechend wird der Source-Graben 40 von dem Gate-Isolierfilm 15 freigelegt (siehe 18).
  • Anschließend wird ein Schritt des Bildens der Source-Elektrode durchgeführt. Beispielsweise wird ein Sputterverfahren verwendet, um die Source-Elektrode 16 in Kontakt mit sowohl dem Source-Gebiet 14 als auch dem zweiten Gebiet 2 zu bilden. Die Source-Elektrode 16 wird in dem Source-Graben 40 gebildet. Insbesondere ist die Source-Elektrode 16 an der zweiten Seitenfläche 41, der zweiten Bodenfläche 42 und der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem zweiten Gebiet 2. Die Source-Elektrode 16 ist an der ersten Hauptfläche 51 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14. Die Source-Elektrode 16 ist beispielsweise aus einem Material, das TiAISi enthält, gebildet. Anschließend wird ein Legierungsglühschritt durchgeführt. Insbesondere wird die Source-Elektrode 16 in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14 und dem zweiten Gebiet 2 für etwa 5 Minuten bei einer Temperatur von beispielsweise 900 °C oder mehr und 1100 °C oder weniger gehalten. Dementsprechend reagiert zumindest ein Abschnitt der Source-Elektrode 16 mit dem Silizium, das in dem Siliziumkarbidsubstrat 10 enthalten ist, und wird somit silizidiert. Dementsprechend wird die Source-Elektrode 16 in ohmsche Verbindung mit der Source-Gebiet 14 gebildet. Vorzugsweise steht die Source-Elektrode 16 in ohmscher Verbindung mit dem zweiten Gebiet 2.
  • Anschließend wird die mit der Source-Elektrode 16 elektrisch verbundene Source-Zwischenverbindung 19 gebildet. Die Source-Zwischenverbindung 19 wird in Kontakt mit der Source-Elektrode 16 im Source-Graben 40 gebildet. Anschließend wird in der zweiten Hauptfläche 52 auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 ein Rückseitenschleifschritt durchgeführt. Auf diese Weise wird das Siliziumkarbidsubstrat 10 gedünnt. Anschließend wird die Drain-Elektrode 20 in Kontakt mit der zweiten Hauptfläche 52 gebildet. Auf die zuvor beschriebene Weise wird der MOSFET 100 (1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt.
  • In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde beschrieben, dass der erste Leitfähigkeitstyp und der zweite Leitfähigkeitstyp jeweils dem n-Typ und dem p-Typ entsprechen; jedoch können der erste Leitfähigkeitstyp und der zweite Leitfähigkeitstyp jeweils dem p-Typ und n-Typ entsprechen. Darüber hinaus wurde in der zuvor beschriebenen Ausführungsform beschrieben, dass die Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung ein MOSFET ist; jedoch ist die Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nicht auf einen MOSFET beschränkt. Die Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung kann ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder dergleichen sein.
  • (Erste Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine erste Modifikation des Verfahrens zur Herstellung des MOSFETs 100 beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des MOSFETs gemäß der ersten Modifikation unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dahingehend, dass der Schritt des Bildens des Gate-Grabens und der Schritt des Bildens des Source-Grabens getrennt durchgeführt werden, und ist hinsichtlich der anderen Punkte im Wesentlichen gleich wie das zuvor beschriebene Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorherigen Ausführungsform. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede von dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird ein Schritt (S10: 19) zum Herstellen eines Siliziumkarbidsubstrats durchgeführt. Insbesondere wird als ein Ergebnis der Schritte, die in 11 bis 13 gezeigt sind, das Siliziumkarbidsubstrat 10 mit der Driftschicht 12, dem ersten Gebiet 1, dem Körpergebiet 13 und dem Source-Gebiet 14 hergestellt.
  • Anschließend wird ein Schritt (S15: 19) zur Bildung des Source-Grabens durchgeführt. Beispielsweise wird eine Maske mit einer Öffnung über einer Position, in der der Source-Graben 40 (1) gebildet werden soll, auf dessen Hauptfläche 51, die aus dem Source-Gebiet 14 gebildet ist, gebildet. Unter Verwendung der Maske 60 wird ein Ätzschritt durchgeführt, um das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und einen Teil des Driftbereichs 12 zu entfernen. Ein verwendbares Ätzverfahren ist beispielsweise das reaktive lonenätzen, insbesondere das induktiv gekoppelte Plasma-RIE. Insbesondere kann beispielsweise das induktiv gekoppelte Plasma-RIE verwendet werden, bei dem SF6 oder ein Mischgas aus SF6 und O2 als Reaktionsgas verwendet wird. Durch das Ätzen wird eine Vertiefung in dem Gebiet, in dem der Source-Graben 40 gebildet werden soll, gebildet. Die Vertiefung umfasst: einen Seitenabschnitt im Wesentlichen senkrecht zu ersten Hauptfläche 51; und einen Bodenabschnitt, der derart vorgesehen ist, dass er durchgehend zu dem Seitenabschnitt verläuft und im Wesentlichen parallel zur ersten Hauptfläche 51 ist.
  • Anschließend wird ein thermischer Ätzschritt in der Vertiefung durchgeführt. Beispielsweise wird in dem Zustand, in dem die Maske 60 auf der ersten Hauptfläche 51 gebildet ist, das thermische Ätzen durchgeführt, indem in einer Atmosphäre, dass das Reaktionsgas mit wenigstens einer oder mehreren Arten von Halogenatomen umfasst, ein Heizschritt durchgeführt wird. Die wenigstens eine oder mehreren Arten von Halogenatomen umfassen Chlor (Cl) Atome und/oder Fluor (F) Atome. Diese Atmosphäre umfasst beispielsweise Cl2, BCl3, SF6 oder CF4. Beispielsweise wird das thermische Ätzen unter Verwendung eines Mischgases aus Chlorgas und Sauerstoffgas als Reaktionsgas bei einer Wärmebehandlungstemperatur von beispielsweise 700 °C oder mehr und 1000 °C oder weniger durchgeführt. Es sollte beachtet werden, dass das Reaktionsgas zusätzlich zu dem Chlorgas und dem Sauerstoffgas ein Trägergas enthalten kann. Ein verwendbares Trägergas ist beispielsweise Stickstoffgas, Argongas, Heliumgas oder dergleichen.
  • Durch das thermische Ätzen wird der Source-Graben 40 in der ersten Hauptfläche 51 (siehe 20) gebildet. Der Source-Graben 40 ist definiert durch: die zweite Seitenfläche 41, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft; und die zweite Bodenfläche 42, die durchgehend zu der zweiten Seitenfläche 41 verläuft. Die zweite Seitenfläche 41 ist aus dem Source-Gebiet 14, dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 gebildet. Die zweite Bodenfläche 42 ist aus dem Driftbereich 12 gebildet. Der Winkel θ2 der zweiten Seitenfläche 41 beträgt, bezogen auf die zweite Bodenfläche 42, beispielsweise 54,7°. Anschließend wird die Maske 60 von der ersten Hauptfläche 51 entfernt.
  • Dann wird ein Schritt (S30: 19) zur Bildung des zweiten Gebiets durchgeführt. Zunächst wird eine Maske 61 mit einer Öffnung über einem Gebiet, in dem das zweite Gebiet gebildet werden soll, gebildet (siehe 21). Die Maske 61 wird gebildet, um die erste Hauptfläche 51 zu bedecken. Anschließend wird ein Ionenimplantationsschritt durchgeführt. Unter Verwendung der Maske 61 werden p-Verunreinigungsionen, wie beispielsweise Aluminium, in die zweite Seitenfläche 41 und die zweite Bodenfläche 42 des Source-Grabens 40 implantiert. Dementsprechend wird das zweite Gebiet 2 vom p-Typ in Kontakt mit dem ersten Gebiet 1 gebildet. Die Ionenimplantation der p-Verunreinigung wird in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51 (Richtung des Pfeils in 21) durchgeführt. Die p-Verunreinigungsionen werden in den Driftbereich 12 und das erste Gebiet 1 über die zweite Bodenfläche 42 implantiert. Die p-Verunreinigungsionen werden über die zweite Seitenfläche 41 in das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und den Driftbereich 12 implantiert. Die p-Verunreinigungsionen werden über die erste Hauptfläche 51 in das Source-Gebiet 14 implantiert. Das zweite Gebiet 2 hat: das dritte Gebiet 3, das das erste Gebiet 1 überlappt; und das vierte Gebiet 4, das den Driftbereich 12, das Körpergebiet 13 und das Source-Gebiet 14 überlappt. Anschließend wird die Maske 61 entfernt.
  • Anschließend wird ein Aktivierungsglühschritt (S40: 19) durchgeführt. Insbesondere wird in einer Inertgasatmosphäre das Aktivierungsglühen auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 durchgeführt. Dementsprechend werden die in das Siliziumkarbidsubstrat 10 implantierten Verunreinigungsionen aktiviert. Dieses Aktivierungsglühen wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 1500 °C oder mehr und 1900 °C oder weniger, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 1700 °C, durchgeführt. Das Aktivierungsglühen wird für etwa 30 Minuten durchgeführt. Die Atmosphäre beim Aktivierungsglühen ist beispielsweise eine Ar-Atmosphäre. Vorzugsweise wird das Aktivierungsglühen auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 durchgeführt, wobei die erste Hauptfläche 51 mit dem Schutzfilm bedeckt ist.
  • Anschließend wird ein Schritt (S45: 19) zum Bilden des Gate-Grabens durchgeführt. Beispielsweise wird eine Maske 62 mit einer Öffnung über einer Position, an der der Gate-Graben 30 (1) gebildet werden soll, auf der ersten Hauptfläche 51, die das Source-Gebiet 14 bildet, gebildet. Die Maske 62 wird gebildet, um den Source-Graben 40 zu bedecken. Unter Verwendung der Maske 62 wird ein Ätzschritt durchgeführt, um das Source-Gebiet 14, das Körpergebiet 13 und einen Abschnitt des Driftbereichs 12 zu entfernen. Ein verwendbares Ätzverfahren ist beispielsweise das reaktive lonenätzen, insbesondere das induktiv gekoppelte Plasma-RIE. Insbesondere kann beispielsweise das induktiv gekoppelte Plasma-RIE verwendet werden, bei dem SF6 oder ein Mischgas aus SF6 und O2 als Reaktionsgas verwendet wird. Beim Ätzen wird eine Vertiefung in dem Gebiet, in dem der Gate-Graben 30 gebildet werden soll, gebildet. Die Vertiefung umfasst: einen Seitenabschnitt im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche 51; und einen Bodenabschnitt, der derart ausgebildet ist, dass er durchgehend zu dem Seitenabschnitt verläuft und im Wesentlichen parallel zur ersten Hauptfläche 51 ist.
  • Anschließend wird ein thermischer Ätzschritt in der Vertiefung durchgeführt. Beispielsweise wird in dem Zustand, in dem die Maske 62 auf der ersten Hauptfläche 51 gebildet ist, das thermische Ätzen durchgeführt, indem ein Heizschritt in einer Atmosphäre, die das Reaktionsgas mit wenigstens einer oder mehreren Arten von Halogenatomen umfasst, durchgeführt wird. Die wenigstens eine oder mehrere Arten von Halogenatomen umfassen Chlor (Cl) Atome und Fluor (F) Atome. Die Atmosphäre umfasst beispielsweise Cb, BCl3, SF6 oder CF4. Beispielsweise wird das thermische Ätzen unter Verwendung eines Mischgases aus Chlorgas und Sauerstoffgas als Reaktionsgas bei einer Wärmebehandlungstemperatur von beispielsweise 700 °C oder mehr und 1000 °C oder weniger durchgeführt. Es sollte beachtet werden, dass das Reaktionsgas zusätzlich zu dem Chlorgas und Sauerstoffgas ein Trägergas enthalten kann. Als Trägergas kann Stickstoffgas, Argongas oder Heliumgas verwendet werden.
  • Durch das thermische Ätzen wird der Gate-Graben 30 in der ersten Hauptfläche 51 (siehe 22) gebildet. Der Gate-Graben 30 ist definiert durch: die erste Seitenfläche 31, die durchgehend zu der ersten Hauptfläche 51 verläuft; und die erste Bodenfläche 32, die durchgehend zu der ersten Seitenfläche 31 verläuft. Die erste Seitenfläche 31 ist aus dem Source-Gebiet 14, dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12 gebildet. Die erste Bodenfläche 32 ist aus dem Driftbereich 12 gebildet. Der Winkel θ1 der ersten Seitenfläche 31 beträgt bezogen auf die erste Bodenfläche 32 beispielsweise 54,7°. Anschließend wird die Maske 62 von der ersten Hauptfläche 51 entfernt.
  • Anschließend wird ein Schritt (S50: 19) zur Bildung des Gate-Isolierfilms durchgeführt. In einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wird das Siliziumkarbidsubstrat 10 bei einer Temperatur von 1300 °C oder mehr und 1400 °C oder weniger erhitzt. Dementsprechend wird der Gate-Isolierfilm 15 auf dem Siliziumkarbidsubstrat 10 gebildet. Anschließend wird die Gate-Elektrode 27 auf dem Gate-Isolierfilm 15 (siehe 17) gebildet. Anschließend wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 22 auf der Gate-Elektrode 27 gebildet. Dann wird der Gate-Isolierfilm 15 auf dem Source-Graben 40 durch Ätzen entfernt (siehe 18). Anschließend werden die Source-Elektrode 16 und die Source-Zwischenverbindung 19 im Source-Graben 40 gebildet. Anschließend wird die Drain-Elektrode 20 auf der zweiten Hauptfläche 52 gebildet. Auf die zuvor beschriebene Weise wird der MOSFET 100, der in 1 gezeigt ist, hergestellt.
  • (Zweite Modifikation des Verfahrens zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung)
  • Im Nachfolgenden wird eine zweite Modifikation des Verfahrens zur Herstellung des MOSFETs 100 beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des MOSFETs gemäß der zweiten Modifikation unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich dahingehend, dass das p-Verunreinigungskonzentrationsprofil in zwei getrennten Stufen durch eine zweistufige Implantation gebildet wird, und ist in den anderen Punkten gleich wie das zuvor beschriebene Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede von dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung des MOSFETs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • In dem Verfahren zur Herstellung des MOSFETs gemäß der zweiten Modifikation wird das zweite Gebiet derart gebildet, dass es das in 8 gezeigte p-Verunreinigungskonzentrationsprofil aufweist. Der Schritt des Bildens des zweiten Gebiets umfasst: einen ersten Schritt des Durchführens einer Ionenimplantation unter Verwendung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge; und einen zweiten Schritt zur Durchführung einer Ionenimplantation unter Verwendung einer zweiten Energie und einer zweiten Dosierungsmenge.
  • Wie in 23 gezeigt, werden im ersten Schritt p-Verunreinigungsionen in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter Verwendung der ersten Energie und ersten Dosierungsmenge implantiert. Die erste Energie beträgt beispielsweise 150 keV. Die erste Dosierungsmenge beträgt 6 × 1014 cm-2. Die erste Energie kann 10 keV oder mehr und 600 keV oder weniger betragen. Die erste Dosierungsmenge kann beispielsweise 1 × 1014 cm-2 oder mehr und 1 × 1016 cm-2 oder weniger betragen. Dementsprechend wird das sechste Gebiet, das sowohl die zweite Seitenfläche 41 als auch die zweite Bodenfläche 42 bildet, gebildet. Das sechste Gebiet 6 kann einen Teil der ersten Hauptfläche 51 bilden. Das sechste Gebiet 6 ist in Kontakt mit dem Source-Gebiet 14, dem Körpergebiet 13 und dem Driftbereich 12. Das sechste Gebiet 6 ist von dem ersten Gebiet 1 getrennt. Der Driftbereich 12 ist zwischen dem ersten Gebiet 1 und dem sechsten Gebiet 6 angeordnet.
  • Anschließend wird der zweite Schritt durchgeführt. In dem zweiten Schritt werden p-Typ-Verunreinigungsionen in das Siliziumkarbidsubstrat 10 unter Verwendung der zweiten Energie und der zweiten Dosierungsmenge implantiert. Die zweite Energie in dem zweiten Schritt ist höher als die erste Energie in dem ersten Schritt. Dementsprechend werden in dem zweiten Schritt die p-Verunreinigungsionen an eine Stelle implantiert, die tiefer als jene im ersten Schritt ist. Die zweite Energie beträgt beispielsweise 600 keV. Die zweite Energie kann 600 keV oder mehr und 1 MeV oder weniger betragen. Dementsprechend werden das dritte Gebiet 3, das das erste Gebiet 1 überlappt, und das fünfte Gebiet 5 in Kontakt mit dem Driftbereich 12 gebildet. Das fünfte Gebiet 5 verläuft durchgehend zu sowohl dem dritten Gebiet 3 als auch dem vierten Gebiet 4. Die zweite Dosierungsmenge ist niedriger als die erste Dosierungsmenge. Dementsprechend ist eine lonenimplantationszeit im zweiten Schritt kürzer als eine lonenimplantationszeit im ersten Schritt. Die zweite Dosierungsmenge beträgt beispielsweise 3 × 1014 cm-2. Die zweite Dosierungsmenge kann 1 × 1013 cm-2 oder mehr und 1 × 1015 cm-2 oder weniger betragen. Durch Erzielen einer niedrigen Konzentration der p-Verunreinigung in sowohl in dem fünften Gebiet 5 als auch dem dritten Gebiet 3, die nicht zur Verringerung des Kontaktwiderstands mit der Source-Elektrode 16 beitragen, während eine hohe Konzentration der p-Verunreinigung in dem sechsten Gebiet 6, das zur Verringerung des Kontaktwiderstands mit der Source-Elektrode 16 beiträgt, aufrechterhalten wird, kann eine Zeit, die zur Bildung des gesamten zweiten Gebiets 2 benötigt wird, verkürzt werden. In der zuvor beschriebenen Beschreibung wurde beschrieben, dass der zweite Schritt nach dem ersten Schritt durchgeführt wird; jedoch kann der zweite Schritt zuerst durchgeführt werden, und der erste Schritt kann nach dem zweiten Schritt durchgeführt werden.
  • Die hierin offenbarten Ausführungsformen sind veranschaulichend und in keiner Weise einschränkend. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch die Begriffe in den Ansprüchen als durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfang und der Bedeutung, die den Begriffen der Ansprüche entsprechen, umfassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1: erstes Gebiet; 2: zweites Gebiet; 3: drittes Gebiet; 4: viertes Gebiet; 5: fünftes Gebiet; 6: sechstes Gebiet; 7: siebtes Gebiet; 8: achtes Gebiet; 9: neuntes Gebiet; 10: Siliziumkarbidsubstrat; 11: Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat; 12: Driftbereich; 13: Körpergebiet; 14: Source-Gebiet; 15: Gate-Isolierfilm; 16: Source-Elektrode; 17: Grenze; 18: Verunreinigungsgebiet; 19: Source-Zwischenverbindung; 20: Drain-Elektrode; 22: Zwischenschicht-Isolierfilm; 24: Siliziumkarbid-Epitaxieschicht; 27: Gate-Elektrode; 30: Gate-Graben; 31: erste Seitenfläche; 32: erste Bodenfläche; 40: Source-Graben; 41: zweite Seitenfläche; 42: zweite Bodenfläche; 43: erster Seitenabschnitt; 44: zweiter Seitenabschnitt; 51: erste Hauptfläche; 52: zweite Hauptfläche; 53: Oberfläche; 60, 61, 62: Maske; 100: MOSFET (Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung).
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016169624 [0001]
    • WO 2012/017798 [0002, 0003]

Claims (27)

  1. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung, umfassend: ein Siliziumkarbidsubstrat mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche; einen Gate-Isolierfilm; und eine Source-Elektrode, wobei ein Gate-Graben und ein Source-Graben in der ersten Hauptfläche vorgesehen sind, der Gate-Graben durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zur ersten Seitenfläche verläuft, definiert ist, der Source-Graben durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zur zweiten Seitenfläche verläuft, definiert ist, das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet, ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, und ein zweites Gebiet, das mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der Gate-Isolierfilm an der ersten Seitenfläche mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet in Kontakt steht, und der Gate-Isolierfilm an der ersten Bodenfläche mit dem Driftbereich in Kontakt steht, und die Source-Elektrode an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche mit dem zweiten Gebiet in Kontakt steht.
  2. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Gebiet einen Abschnitt der ersten Hauptfläche bildet, und die Source-Elektrode mit dem zweiten Gebiet an der ersten Hauptfläche in Kontakt steht.
  3. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das zweite Gebiet ein drittes Gebiet und ein viertes Gebiet aufweist, wobei das dritte Gebiet mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, das vierte Gebiet sich zum dritten Gebiet erstreckt, das vierte Gebiet mit dem Driftbereich in Kontakt steht, und eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der zweiten Bodenfläche höher als eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp an einer Grenze zwischen dem dritten Gebiet und dem vierten Gebiet ist.
  4. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei ein Winkel der ersten Seitenfläche relativ zur ersten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist.
  5. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Winkel der zweiten Seitenfläche relativ zur zweiten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist.
  6. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Winkel der zweiten Seitenfläche relativ zur zweiten Bodenfläche größer als 65° und gleich oder kleiner als 90° beträgt.
  7. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei in einer Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche die zweite Bodenfläche zwischen dem Source-Gebiet und dem Driftbereich angeordnet ist.
  8. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei in einer Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche die zweite Bodenfläche zwischen dem Körpergebiet und dem ersten Gebiet angeordnet ist.
  9. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Siliziumkarbidsubstrat ferner einen Verunreinigungsgebiet umfasst, wobei das Verunreinigungsgebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verunreinigungsgebiet zwischen der ersten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei das Verunreinigungsgebiet dem ersten Gebiet zugewandt ist, und eine Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Verunreinigungsgebiet höher als eine Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Driftbereich ist.
  10. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis Anspruch 4 und Anspruch 9, wobei die zweite Seitenfläche einen ersten Seitenabschnitt, der durchgehend zur zweiten Bodenfläche verläuft, und einen zweiten Seitenabschnitt, der durchgehend zum ersten Seitenabschnitt verläuft, aufweist, und ein Winkel des ersten Seitenabschnitts relativ zu der zweiten Bodenfläche kleiner als ein Winkel des zweiten Seitenabschnitts relativ zu einer Ebene parallel zu der zweiten Bodenfläche ist.
  11. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Source-Elektrode mit dem Source-Gebiet an der zweiten Seitenfläche in Kontakt steht, und das zweite Gebiet von der ersten Hauptfläche getrennt ist.
  12. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei das zweite Gebiet ein drittes Gebiet und ein viertes Gebiet aufweist, wobei das dritte Gebiet mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, das vierte Gebiet durchgehend zum dritten Gebiet verläuft, das vierte Gebiet mit dem Driftbereich in Kontakt steht, und eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der zweiten Bodenfläche höher als eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp an einer Grenze zwischen dem dritten Gebiet und dem vierten Gebiet ist.
  13. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei ein Winkel der ersten Seitenfläche relativ zur ersten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist.
  14. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei ein Winkel der zweiten Seitenfläche relativ zur zweiten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist.
  15. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei ein Winkel der zweiten Seitenfläche relativ zur zweiten Bodenfläche größer als 65° und gleich oder kleiner als 90° ist.
  16. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei in einer Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche die zweite Bodenfläche zwischen dem Source-Gebiet und dem Driftbereich angeordnet ist.
  17. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei in einer Richtung senkrecht zur zweiten Hauptfläche die zweite Bodenfläche zwischen dem Körpergebiet und dem ersten Gebiet angeordnet ist.
  18. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei das Siliziumkarbidsubstrat ferner ein Verunreinigungsgebiet umfasst, wobei das Verunreinigungsgebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verunreinigungsgebiet zwischen der ersten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei das Verunreinigungsgebiet dem ersten Gebiet zugewandt ist, und eine Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Verunreinigungsgebiet höher als eine Verunreinigungskonzentration vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Driftbereich ist.
  19. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis Anspruch 13 und Anspruch 18, wobei die zweite Seitenfläche einen ersten Seitenabschnitt, der durchgehend zur zweiten Bodenfläche verläuft, und einen zweiten Seitenabschnitt, der durchgehend zum ersten Seitenabschnitt verläuft, aufweist, und ein Winkel des ersten Seitenabschnitts relativ zu der zweiten Bodenfläche kleiner als ein Winkel des zweiten Seitenabschnitts relativ zu einer Ebene parallel zu der zweiten Bodenfläche ist.
  20. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die erste Hauptfläche einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger gegenüber der {0001}-Ebene geneigt ist, entspricht.
  21. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung, umfassend: ein Siliziumkarbidsubstrat mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche; einen Gate-Isolierfilm; und eine Source-Elektrode, wobei die erste Hauptfläche einer {0001}-Ebene oder einer Ebene, die um 8° oder weniger gegenüber der {0001}-Ebene geneigt ist, entspricht, ein Gate-Graben und ein Source-Graben in der ersten Hauptfläche vorgesehen sind, der Gate-Graben durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zur ersten Seitenfläche verläuft, definiert ist, und ein Winkel der ersten Seitenfläche relativ zur ersten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist, der Source-Graben durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zur zweiten Seitenfläche verläuft, definiert ist, und ein Winkel der zweiten Seitenfläche relativ zur zweiten Bodenfläche gleich oder größer als 50° und gleich oder kleiner als 65° ist, das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet, ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, und ein zweites Gebiet, das mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der Gate-Isolierfilm mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet an der ersten Seitenfläche in Kontakt steht, und der Gate-Isolierfilm mit dem Driftbereich an der ersten Bodenfläche in Kontakt steht, die Source-Elektrode mit dem zweiten Gebiet an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche in Kontakt steht, das zweite Gebiet ein drittes Gebiet und ein viertes Gebiet aufweist, wobei das dritte Gebiet mit dem ersten Gebiet in Kontakt steht, das vierte Gebiet durchgehend zum dritten Gebiet verläuft, das vierte Gebiet mit dem Driftbereich in Kontakt steht, und eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der zweiten Bodenfläche höher als eine Verunreinigungskonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp an einer Grenze zwischen dem dritten Gebiet und dem vierten Gebiet ist.
  22. Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines Siliziumkarbidsubstrats mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche; und Bilden eines Gate-Grabens und eines Source-Grabens in der ersten Hauptfläche, wobei der Gate-Graben durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zur ersten Seitenfläche verläuft, definiert ist, der Source-Graben durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zur zweiten Seitenfläche verläuft, definiert ist, das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet, ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, und ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verfahren ferner umfasst: Bilden eines zweiten Gebiets durch Durchführen einer Ionenimplantation an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche, wobei das zweite Gebiet in Kontakt mit dem ersten Gebiet steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist; Bilden eines Gate-Isolierfilms, wobei der Gate-Isolierfilm in Kontakt mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet an der ersten Seitenfläche steht, wobei der Gate-Isolierfilm in Kontakt mit dem Driftbereich an der ersten Bodenfläche steht; und Bilden einer Source-Elektrode in Kontakt mit dem zweiten Gebiet an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche.
  23. Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Gate-Graben und der Source-Graben gleichzeitig gebildet werden.
  24. Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei der Gate-Graben und der Source-Graben durch thermisches Ätzen gebildet werden.
  25. Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 22 nach Anspruch 24, das ferner das Durchführen eines Aktivierungsglühschritts auf dem Siliziumkarbidsubstrat nach der Bildung des zweiten Bereichs und vor der Bildung des Gate-Isolierfilms umfasst.
  26. Verfahren zur Herstellung der Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis Anspruch 25, wobei die Bildung des zweiten Gebiets umfasst: Durchführen der Ionenimplantation unter der Verwendung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge, und Durchführen der Ionenimplantation unter Verwendung einer zweiten Energie, die höher ist als die erste Energie.
  27. Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines Siliziumkarbidsubstrats mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche; und Gleichzeitiges Bilden eines Gate-Grabens und eines Source-Grabens in der ersten Hauptfläche durch thermisches Ätzen, wobei der Gate-Graben durch eine erste Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine erste Bodenfläche, die durchgehend zur ersten Seitenfläche verläuft, definiert ist, der Source-Graben durch eine zweite Seitenfläche, die durchgehend zur ersten Hauptfläche verläuft, und eine zweite Bodenfläche, die durchgehend zur zweiten Seitenfläche verläuft, definiert ist, das Siliziumkarbidsubstrat umfasst: einen Driftbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, ein Körpergebiet, das auf dem Driftbereich vorgesehen ist und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der sich von dem ersten Leitfähigkeitstyp unterscheidet, ein Source-Gebiet auf dem Körpergebiet, wobei das Source-Gebiet durch das Körpergebiet vom Driftbereich getrennt ist, wobei das Source-Gebiet den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, und ein erstes Gebiet zwischen der zweiten Bodenfläche und der zweiten Hauptfläche, wobei das erste Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei das Verfahren ferner umfasst: Bilden eines zweiten Gebiets durch Durchführen einer Ionenimplantation an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche, wobei das zweite Gebiet in Kontakt mit dem ersten Gebiet steht, wobei das zweite Gebiet mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche bildet und das zweite Gebiet den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist; Durchführen eines Aktivierungsglühschritts auf dem Siliziumkarbidsubstrat nach dem Bilden des zweiten Gebiets; Bilden eines Gate-Isolierfilms nach dem Durchführen des Aktivierungsglühschritts auf dem Siliziumkarbidsubstrat, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Seitenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich, dem Körpergebiet und dem Source-Gebiet steht, wobei der Gate-Isolierfilm an der ersten Bodenfläche in Kontakt mit dem Driftbereich steht; und Bilden einer Source-Elektrode in Kontakt mit dem zweiten Gebiet an der zweiten Seitenfläche und der zweiten Bodenfläche, wobei die Bildung des zweiten Gebiets umfasst: Durchführen der Ionenimplantation unter der Bedingung einer ersten Energie und einer ersten Dosierungsmenge, und Durchführen einer Ionenimplantation unter Verwendung einer zweiten Energie und einer zweiten Dosierungsmenge, wobei die zweite Energie höher als die erste Energie ist, wobei die zweite Dosierungsmenge niedriger als die erste Dosierungsmenge ist.
DE112017004339.5T 2016-08-31 2017-06-20 Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben Withdrawn DE112017004339T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016169624 2016-08-31
JP2016-169624 2016-08-31
PCT/JP2017/022651 WO2018042835A1 (ja) 2016-08-31 2017-06-20 炭化珪素半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112017004339T5 true DE112017004339T5 (de) 2019-05-23

Family

ID=61300312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112017004339.5T Withdrawn DE112017004339T5 (de) 2016-08-31 2017-06-20 Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190198622A1 (de)
JP (1) JPWO2018042835A1 (de)
CN (1) CN109661728A (de)
DE (1) DE112017004339T5 (de)
WO (1) WO2018042835A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017005693T5 (de) * 2016-11-11 2019-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
WO2019097813A1 (ja) * 2017-11-16 2019-05-23 パナソニック株式会社 窒化物半導体装置
US12295158B2 (en) * 2019-12-20 2025-05-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide semiconductor device
US11610991B2 (en) * 2020-10-28 2023-03-21 Wolfspeed, Inc. Gate trench power semiconductor devices having improved deep shield connection patterns
US12080790B2 (en) 2020-10-28 2024-09-03 Wolfspeed, Inc. Power semiconductor devices including angled gate trenches
CN114512531A (zh) * 2020-11-16 2022-05-17 苏州东微半导体股份有限公司 碳化硅器件
WO2023088013A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 湖北九峰山实验室 碳化硅半导体器件及其制作方法
US20250261414A1 (en) * 2022-05-06 2025-08-14 Hubei Jiufengshan Laboratory Silicon carbide mosfet device and manufacturing method therefor
CN115084236B (zh) * 2022-07-27 2022-11-22 上海瞻芯电子科技有限公司 沟槽栅功率mosfet及其制造方法
CN119277806A (zh) * 2023-07-03 2025-01-07 达尔科技股份有限公司 半导体整流器件及其制造方法
CN121420644A (zh) * 2023-07-21 2026-01-27 住友电气工业株式会社 碳化硅半导体器件
US20250120119A1 (en) * 2023-10-06 2025-04-10 Wolfspeed, Inc. Gate trench power semiconductor devices having shaped deep support shields that reduce cell pitch and on-state resistance
WO2025127078A1 (ja) * 2023-12-13 2025-06-19 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012017798A1 (ja) 2010-08-03 2012-02-09 住友電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2016169624A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 トヨタ自動車株式会社 エンジンのオイル貯留装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100767078B1 (ko) * 2003-10-08 2007-10-15 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 절연 게이트형 반도체 장치 및 그 제조 방법
US7285822B2 (en) * 2005-02-11 2007-10-23 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Power MOS device
TW200713579A (en) * 2005-09-26 2007-04-01 Fwu-Iuan Hshieh Structure for avalanche improvement of ultra high density trench MOSFET
KR100719719B1 (ko) * 2006-06-28 2007-05-18 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
CN102576723B (zh) * 2009-10-23 2014-09-24 松下电器产业株式会社 半导体装置及其制造方法
JP5751146B2 (ja) * 2011-11-24 2015-07-22 住友電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2013145770A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP5776610B2 (ja) * 2012-04-03 2015-09-09 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
JP2013219293A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置
US8637922B1 (en) * 2012-07-19 2014-01-28 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
JP2014056882A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
WO2016002769A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 炭化珪素半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012017798A1 (ja) 2010-08-03 2012-02-09 住友電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2016169624A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 トヨタ自動車株式会社 エンジンのオイル貯留装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109661728A (zh) 2019-04-19
JPWO2018042835A1 (ja) 2019-06-24
US20190198622A1 (en) 2019-06-27
WO2018042835A1 (ja) 2018-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112017004339T5 (de) Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben
DE112017002020B4 (de) Siliziumkarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung derselben
DE102017210665B4 (de) Siliziumkarbid-halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung des siliziumkarbid-halbleiterbauelements
DE112017005693T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112009005320B4 (de) Leistungshalbleiterbauteil und zugehöriges Verfahren
DE112013006308B4 (de) Siliziumcarbid - halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
DE112018007026T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112013006438T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112013004019B4 (de) Siliciumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112016003510T5 (de) HALBLEITERVORRlCHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER HALBLEITERVORRICHTUNG
DE112015004798B4 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112014001221T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE102017209017A1 (de) Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung
DE112015000352B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung und Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung
DE112013006470T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung selbiger
DE112017000949T5 (de) Verfahren zum herstellen einer verbundhalbleitervorrichtung undverbundhalbleitervorrichtung
DE102020102412A1 (de) Halbleitervorrichtung mit isoliertem gate
DE112015002342B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE212019000027U1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102017120943B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines MOSFETs
DE112020006240T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112019001937T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112015002939T5 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE112017003957T5 (de) Halbleiterelement
DE112014001539B4 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee