JP3206727B2 - 炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法 - Google Patents
炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法Info
- Publication number
- JP3206727B2 JP3206727B2 JP03608097A JP3608097A JP3206727B2 JP 3206727 B2 JP3206727 B2 JP 3206727B2 JP 03608097 A JP03608097 A JP 03608097A JP 3608097 A JP3608097 A JP 3608097A JP 3206727 B2 JP3206727 B2 JP 3206727B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- mask
- silicon carbide
- layer
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 69
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 110
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 40
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 16
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 24
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 17
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 16
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 16
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 7
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/0455—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion
- H01L21/046—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion using ion implantation
- H01L21/0465—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion using ion implantation using masks
-
- 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
- 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
- H10D64/251—Source or drain electrodes for field-effect devices
- H10D64/256—Source or drain electrodes for field-effect devices for lateral devices wherein the source or drain electrodes are recessed in semiconductor bodies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/931—Silicon carbide semiconductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
炭化けい素を用いた、電力用半導体素子、特にMOS型
のゲートをもつ縦型MOSFETおよび、その製造方法
に関する。
ンドギャップが広く、また最大絶縁電界がシリコン(以
下Siと記す)と比較して一桁も大きいことから、次世
代の電力用半導体素子への応用が期待されている材料で
ある。これまでに、ショットキーダイオード、縦形MO
SFET、サイリスタなどの素子が試作され、その特性
から従来のSiと比較して非常に特性が良好なことが確
認されている。本発明は、その中で縦形MOSFETに
かかわるものである。
もっとも普及したプレーナ型の縦形MOSFETの単位
セルの部分断面図である。ゲート絶縁膜5上のゲート電
極層6に電圧を印加することによって、ゲート電極層6
直下のpベース領域3の表面部分にチャネル10が誘起
され、nソース領域4とnドリフト層2とが電気的に短
絡される。その結果nドリフト層2の下のn+ サブスト
レート1の裏面に設けられたドレイン電極8から、nソ
ース領域4表面上に設けられたソース電極7へと電流を
流すことが可能となる。また、ゲート電極層6に印加さ
れた電圧を取り去ることによって、ドレイン電極8とソ
ース電極7との間は電気的に絶縁されて、スイッチング
機能を示すことになる。
のフローを図9(a)ないし(f)に工程順の部分断面
図で示した。ここでは全工程ではなく、特に本発明にか
かわる接合形成工程部分についてのみ、記載した。先
ず、n+ サブストレート1上にエピタキシャル成長した
高抵抗のnドリフト層2の表面に、熱酸化により酸化け
い素膜(以下SiO2 膜と記す)のゲート絶縁膜5を形
成し、その後多結晶シリコン層6aを堆積する[図9
(a)]。
グラフィによりパターン形成し、ゲート電極層6とする
[同図(b)]。次いで、p型不純物の、例えばほう素
イオン3aをイオン注入し[同図(c)]、注入された
ほう素原子3bを熱処理によって活性化させるとともに
拡散させてpベース領域3を形成する[同図(d)]。
注入し[同図(e)]、注入された燐原子4bを熱処理
によって活性化させるとともに拡散させてnソース領域
4を形成する[同図(f)]。図示しないが、その後、
減圧CVD法により燐ガラスを堆積して絶縁膜とし、そ
の絶縁膜に窓を開け、nソース領域4に接触するソース
電極を設ける。同時にゲート電極層6に接触するゲート
電極を設け、また、n+ サブストレートの裏面にドレイ
ン電極を設ける。
型のほう素イオン3aおよびn型の燐イオン4aのイオ
ン注入工程において、その前の工程でパターン形成した
ゲート電極層6がイオン注入の際のマスクとなってお
り、両者が同一のマスクにより打ち込まれ、その後熱拡
散していることである。そのため、この構造を二重拡散
MOS(D-MOS) 構造と呼んでいる。このことによって、
MOSFETの特性を左右するチャネル領域10の長さ
が、非常に精密に制御可能で、歩留まり良くMOSFE
Tを作ることができる。
普及している方法であるが、残念ながらSiCにそのま
ま適用することのできないプロセスである。その理由
は、SiCではイオン注入した不純物の活性化率が悪
く、これを向上させるために、1000℃以上でのイオ
ン注入、また1600℃以上での活性化熱処理が必要な
こと、およびイオン注入した不純物の拡散がほとんど起
きないことである。
ゲート電極としては多結晶シリコンが使用されるが、S
iO2 膜は1300℃以上で軟化し、また多結晶シリコ
ンは融点が1412℃である。従って、図9(a)〜
(f)のように、ゲート絶縁膜5やゲート電極層6を形
成した後に、このような高温の熱処理は実施できないこ
とになる。
型MOSFETが試作されている。図10はトレンチ型
MOSFETの単位セルの部分断面図である。この構造
ではpベース層13は不純物の拡散ではなく、エピタキ
シャル成長により形成される。燐イオン等の注入により
nソース領域14を形成した後、その表面からnドリフ
ト層12に達するトレンチ19を形成する。そのトレン
チ19の内側にゲート絶縁膜15を形成しゲート電極層
16を充填している。なお、この構造はSi素子でも採
用されている構造である。その理由は、この構造ではチ
ャンネル領域20が縦に形成されるため、稠密にセルを
配置できて面積効率がよいこと、幾何学的にデバイスの
特性が向上することによる。
問題が存在する。半導体とゲート絶縁膜の界面での電圧
印加時の電界強度の境界条件は、 εiEi=εsEs (1) である。ここでεi 、εs はそれぞれゲート絶縁膜、半
導体の誘電率、Ei、Esはそれぞれゲート絶縁膜、半
導体の電界強度をあらわす。
のεi は3.8であるから、Esに絶縁電界が印加され
たとしても、ゲート絶縁膜にはSiの約3倍の電界が印
加される。これは、ゲート絶縁膜の絶縁電界の30%程
度の電界にあたる。ところがSiCのεs は10.2で
ありSiと余り変わらないが、先に述べたように絶縁電
界がSiより約一桁大きいために、ゲート絶縁膜にはS
iデバイスの時の10倍もの電界が印加されることにな
る。
はコーナー部15aが存在する。このコーナー部では電
界が集中することにより、本来のSiCの絶縁電界の利
点を活かすことができないことになる。すなわち、素子
に電圧を印加していくと、半導体が絶縁電界に達する前
に、ゲート絶縁膜が絶縁電界に達し、素子が破壊すると
いう問題が起きる。
縦型MOSFETの試作を報告した[54th Device Reser
ch Conference, Santa Barbara (1996)]。図11は、そ
の部分断面図である。詳しい製造方法の記載は無いが、
二重イオン注入によると記載されている。すなわち、図
11において、pベース領域23と、nソース領域24
とは、イオン注入時の加速電圧を高くすることにより、
不純物を深く注入して形成し、先に述べた不純物の拡散
の問題を解決したと考えられる。このSiC縦型MOS
FETは、ふたたびプレーナ構造とすることにより、ト
レンチ構造での酸化膜の耐圧の問題を解決している。
入法では、次の様な問題が起きる。それは、不純物の拡
散が、ほぼ等方的に起きるのに対し、イオン注入が強い
異方性をもつことである。そのため、マスクを使用した
選択的なイオン注入をおこなうと、マスク端から側方へ
の不純物の侵入量が少なくなる。すなわち、図11にお
いて、pベース領域23の深さ方向の厚さに対して、横
方向の距離すなわちチャネル領域30の長さが小さくな
ってしまうことを意味している。このため、パンチスル
ーが起き、耐圧が高くならない。
明は、その基礎として、第一導電型炭化けい素サブスト
レート上に積層された炭化けい素からなる第一導電型ド
リフト層と、その第一導電型ドリフト層の表面層に選択
的に形成された第二導電型ベース領域と、その第二導電
型ベース領域内に選択的に形成された第一導電型ソース
領域と、第一導電型ソース領域と第一導電型ドリフト層
とに挟まれた第二導電型ベース領域の表面露出部上の少
なくとも一部にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート
電極層と、第一導電型ソース領域と第二導電型ベース領
域との表面に共通に接触するソース電極と、炭化けい素
サブストレートの裏面に設けられたドレイン電極とを有
する縦形MOSFETにおいて、第一導電型不純物の選
択的なイオン注入によって第一導電型ソース領域を形成
するためのマスクの幅が、第二導電型不純物の選択的な
イオン注入によって第二導電型ベース領域を形成するた
めのマスクの幅より、広いものとする。
と、第二導電型ベース領域の厚さとをそれぞれ独立に設
計できる。
二導電型ベース領域の表面の一部が第一導電型ソース領
域の表面より突き出したものとする。そのようにすれ
ば、第一導電型ドリフト層の表面露出部と第一導電型ソ
ース領域との間の第二導電型ベース領域の距離を大きく
できる。
製造方法としては、第二導電型ベース領域および第一導
電型ソース領域の形成のためマスクを使用した選択的な
イオン注入をおこない、前記マスクを除去して熱処理を
おこなった後、ゲート絶縁膜を形成するものがある。そ
のような方法を取れば、ゲート絶縁膜、ゲート電極層が
イオン注入およびその活性化の後となるため、プレーナ
型縦形MOSFETの製造が可能となる。
の第二導電型不純物の選択的なイオン注入が、加速電圧
を変えた複数回のイオン注入であるものとする。そのよ
うな方法を取れば、第二導電型ベース領域の厚さを厚く
できる。また、第二導電型ベース領域形成のための第二
導電型不純物の選択的なイオン注入に使用するマスクと
その両側に設けたスペーサとをマスクとした第一導電型
不純物のイオン注入によって第一導電型ソース領域を形
成するものとする。
長さをスペーサの長さによって制御でき、素子の設計が
容易となる。また、第二導電型ベース領域形成のための
第二導電型不純物の選択的なイオン注入が、加速電圧を
変えた複数回のイオン注入であるものにおいて、第一導
電型ドリフト層の一部を第一のマスクで覆い、所定の深
さまで第一導電型ドリフト層をエッチングして凸部を形
成する工程と、第二導電型ベース領域形成のためのイオ
ン注入をおこなう工程と、上記エッチング工程により生
じた凸部の両側にスペーサを形成する工程と、第一導電
型ソース領域形成のためのイオン注入をおこなう工程
と、エッチングにより生じた凸部の段差を少なくするた
めの平坦化工程とを備えるものとする。
の凸部をマスクとするので、高加速電圧での不純物イオ
ン注入のための他の材料で厚いマスクを形成する必要が
無い。しかも、チャネル領域の長さをスペーサの長さに
よって制御でき、素子の設計が容易となる。
ト上に積層された炭化けい素からなる第一導電型ドリフ
ト層と、その第一導電型ドリフト層上に形成された第二
導電型ベース層と、その第二導電型ベース層の表面層に
選択的に形成された第一導電型ソース領域と、表面から
第二導電型ベース層を貫通して第一導電型ドリフト層に
達するように形成された第一導電型ウェル領域と、第一
導電型ソース領域と第一導電型ウェル領域とに挟まれた
第二導電型ベース層の表面露出部上の少なくとも一部に
ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極層と、第一
導電型ソース領域と第二導電型ベース層との表面に共通
に接触するソース電極と、炭化けい素基板の裏面に設け
られたドレイン電極とを有する炭化けい素縦型MOSF
ETの製造方法において、第一導電型炭化けい素サブス
トレート上に、炭化けい素からなる第一導電型ドリフト
層と第二導電型ベース層とがエピタキシャル成長により
積層された基板を用い、その第二導電型ベース層表面上
に第一のマスクを形成する工程と、その第一のマスクと
一部が重なるように第二のマスクを形成する工程と、そ
の第一のマスクと第二のマスクとにより選択的に第二導
電型ベース層の表面層に第一導電型ソース領域形成のた
めのイオン注入をおこなう工程と、第一のマスクと一部
が重なるように第三のマスクを形成する工程と、その第
一のマスクと第三のマスクとにより選択的に第二導電型
ベース層の表面層に第一導電型ウェル領域形成のための
イオン注入をおこなう工程とをおこなってもよい。
寸法が、ほぼ第一のマスクによって決定されることにな
る。
示しながら詳細に説明する。ただし、図9と同様に従来
の方法と共通の部分の工程、あるいは本特許とかかわり
のない部分については説明を省略する。 [実施例1] 図1は本発明第一の実施例の炭化けい素MOSFETの
部分断面図である。
FETと同じである。すなわち、n+ サブストレート3
1上にエピタキシャル成長により堆積したnドリフト層
32の表面層にほう素のイオン注入により形成されたp
ウェル領域33およびその内部に燐のイオン注入により
形成されたnソース領域34がある。二つのnソース領
域34間のpベース領域33とその間のnドリフト層3
2の表面露出部上にゲート絶縁膜35を介して多結晶シ
リコンのゲート電極層36が設けられている。nソース
領域34とpベース領域33との表面に共通に接触する
ソース電極37とn+ サブストレート31の裏面に接触
するドレイン電極38が設けられている。
ている点は、nソース領域34とpベース領域33と
が、同じマスクで選択形成されていない点である。特
に、pベース領域33を選択形成するためのマスクのパ
ターンの幅が、nソース領域34を選択形成するための
マスクのそれより狭くなっている。その結果、nソース
領域34と、nドリフト層32とに挟まれたpベース領
域33の表面露出部であるチャネル領域40の長さは、
同じマスクを用いてイオン注入により選択形成した場合
より広くなっている。
実施例の炭化けい素MOSFETの製造工程順の部分断
面図である。図9と同様に接合構造の形成工程を示し
た。以下順に工程について説明する。先ず、n+ サブス
トレート31上にnドリフト層32をエピタキシャル成
長により積層した炭化けい素基板の表面上に、多結晶シ
リコン層36aを減圧CVD法により堆積し、フォトリ
ソグラフィでパターンを形成して、イオン注入のマスク
とする[図2(a)]。多結晶シリコン層36aの厚さ
は5μmとした。マスク材は、高温でイオン注入をする
場合には、多結晶シリコンなどの高温に絶える材料を用
いる必要がある。
燐イオン注入を実施する[同図(b)]。加速電圧は、
20keVと140keV、ドーズ量は全部で3×10
15cm-2、注入温度は1000℃とした。次に、多結晶
シリコン層36aを再度フォトリソグラフィによりパタ
ーン形成して、pベース領域を形成するためのほう素イ
オン33aの注入を行う[同図(c)]。注入条件は、
加速電圧が40keV、120keV、400keVと
1MeV、ドーズ量は全部で3×1013cm-2、注入温
度は1000℃とした。
の混合ガスを用いたドライエッチングでマスク材の多結
晶シリコン層36aを除去した後、1600℃、2時間
の熱処理を行い、不純物を活性化してpベース領域33
およびnソース領域34を形成する[同図(d)]。先
に述べたようにSiCでは不純物の拡散が殆ど起きない
が、加速電圧を高くしたことにより、pベース領域33
の接合深さは約2μmで、nソース領域34の接合深さ
は約0.2μmである。
り厚さ50nmのゲート絶縁膜35を形成し、その上に
減圧CVD法により電極ゲート電極層となる多結晶シリ
コン層36cを約1μm堆積する[同図(e)]。多結
晶シリコン層36cをフォトリソグラフィによりパター
ン形成し、ゲート電極層36とする[同図(f)]。
縁保護膜で覆った後、その絶縁保護膜に窓開けをし、ア
ルミニウム合金を蒸着し、パターン形成して、ソース電
極、ゲート電極とし、n+ サブストレート31の裏面に
もドレイン電極を設けてプロセスを完了する。再び図1
の炭化けい素MOSFETに戻って、ゲート絶縁膜35
上のゲート電極層36に電圧を印加することによって、
pベース領域33の表面部分にチャネル40が誘起さ
れ、nソース領域34とnドリフト層32とが電気的に
短絡される。その結果ドレイン電極38からソース電極
37へと電流が流れる動作は、基本的には、図11の従
来のものと変わらない。
OSFETの特徴はpベース領域33の深さを深くも、
浅くも設定可能であり、自由度の高い設計が可能なこと
である。例えば、同じマスクを使用して、pベース領域
とnソース領域とをイオン注入した場合のチャネル領域
は0.3ミクロンになるのに対し、本実施例では、別の
マスクを使用しているため、チャネル長は1.0μmに
なっている。その結果、チャネル領域でのパンチスルー
が回避され、約1000Vの高耐圧素子が実現できる。
ーナ型のデバイスとすることにより、従来のトレンチ型
の炭化けい素MOSFETの問題であったゲート絶縁膜
への電界のストレスの問題は無く、破壊しにくい素子と
することができる。図9(a)ないし(f)のシリコン
MOSFETの製造方法と異なる点として、ゲート電極
層がnソース領域やpベース領域とセルフアラインで形
成されていないという点があるが、高周波の動作が必要
無い高耐圧の応用では、何ら問題は無い。マスクを別に
したイオン注入としたことにより、nソース領域および
pベース領域が自由度の高い設計が可能になり、チャネ
ル領域の長さが精度よく形成され、安定した特性が歩留
まりよく得られる。
注入時のマスクより小さいので、実施例のように燐イオ
ン注入を先にすれば、マスク材の形成は一度ですむ。マ
スク材の形成を二度おこなうのであればpベース領域用
のイオン注入を先に実施しても良い。 [実施例2] 図3(a)ないし(g)は、本発明にかかる炭化けい素
縦型MOSFETの、別の製造方法による製造工程順の
部分断面図である。以下順に工程について説明する。
フト層42をエピタキシャル成長により積層した炭化け
い素基板の表面上に、多結晶シリコン層46aを減圧C
VD法により堆積し、フォトリソグラフィでパターンを
形成して、イオン注入のマスクとする[図3(a)]。
多結晶シリコン層46aの厚さは5μmとした。ほう素
イオン43aの注入を行う[同図(b)]。加速電圧
は、加速電圧は40keV、120keV、400ke
Vと1MeV、ドーズ量は全部で3×1013cm-2、注
入温度は1000℃とした。43bは注入されたほう素
原子である。
5aを堆積する[同図(c)]。その酸化けい素膜45
aを、四フッ化炭素と水素の混合ガスを用いた反応性イ
オンエッチングによりエッチングする。反応性イオンエ
ッチングは異方性エッチングであり、多結晶シリコン層
46aのマスクの側方に、厚さ約0.5μmのスペーサ
45bが形成される。さらに、これをマスクとして、燐
イオン44aの注入を実施する[同図(d)]。加速電
圧は、20keVと140keV、ドーズ量は全部で3
×1015cm-2とした。44bは注入された燐原子であ
る。
ドライエッチングにより、マスク材の多結晶シリコン層
46aおよびスペーサ45bを除去した後、1600
℃、2時間の熱処理を行い、不純物を活性化してpベー
ス領域43およびnソース領域44を形成する[同図
(e)]。pベース領域43の接合深さは約2μmで、
nソース領域44の接合深さは約0.2μmである。p
ベース領域43とnソース領域44との寸法差を、多結
晶シリコン層46aの側部のスペーサ45bで規定して
いるので、チャネル領域50の長さが精度よくまた均一
に形成され、安定した特性が歩留まりよく得られる。
様であり、熱酸化によりゲート酸化膜45を形成し、減
圧CVD法により、厚さ約1μmの多結晶シリコン層4
6bを堆積する[同図(f)]。フォトリソグラフィに
よりパターン形成をし、ゲート電極層46を形成する
[同図(g)]。
施例1のものと製造方法がやや異なるが、構造はほぼ同
じとなり、動作も同じとなる。また、特徴も同じくpベ
ース領域43とnソース領域44との深さおよび第一導
電型ソース領域関係について、自由度の高い設計が可能
となる。例えば、同じマスクを使用して、pベース領域
とnソース領域とをイオン注入した場合のチャネル領域
は0.3ミクロンになるのに対し、本実施例では、スペ
ーサ45bで規定しているため、チャネル領域50の長
さは1.0μmになっている。その結果、チャネル領域
でのパンチスルーが回避され、約1000Vの高耐圧素
子が実現できる。
4のための燐イオン注入を先にし、スペーサ45bを除
去してpベース領域43用のほう素イオン注入を後から
おこなってもよい。 [実施例3] 図4(a)ないし(f)および図5(a)ないし(d)
は、本発明第三の実施例の炭化けい素MOSFETの製
造工程順の部分断面図である。
フト層52をエピタキシャル成長により積層したSiC
基板の表面上に、エッチング用マスクとして、プラズマ
CVD法により窒化けい素膜56aを堆積し、フォトリ
ソグラフィによりパターン形成する[図4(a)]。次
に、これをマスクに、四フッ化炭素と酸素の混合ガスを
用いた反応性イオンエッチングで、SiC基板の表面層
を約5μmエッチングし、凸部52aを形成する[同図
(b)]。
残したままでほう素イオン53aの注入を行う[同図
(c)]。加速電圧と、ドーズ量は実施例1と同程度で
よい。53bは注入されたほう素原子である。凸部52
aにも多少注入されても良い。次に、上記の窒化けい素
膜56aを取り除いた後、常圧CVD法により酸化けい
素膜55aを堆積する[同図(d)]。
四フッ化炭素と水素の混合ガスを用いた反応性イオンエ
ッチングで全面エッチングし、凸部52aの側方に厚さ
0.5μmのスペーサ55bを形成する。さらに、これ
をマスクに燐イオン54aの注入を実施する[同図
(e)]。加速電圧と、ドーズ量は実施例1と同程度で
よい。54bは注入された燐原子である。凸部52aの
表面層にも注入されても良い。
トレジスト55cを表面に塗布する[同図(f)]。す
ると、凸部では薄く、また凹部では厚く塗布される。こ
れを四フッ化炭素と酸素の混合ガスを用いた反応性イオ
ンエッチングで、塗布したフォトレジスト55cとSi
C基板の凸部52aとがほぼ同じエッチングレートにな
るようなエッチング条件で、エッチングすることによっ
て凸部52aを平坦化する[図5(a)]。凹凸は出来
るだけ小さく、例えば0.1〜0.2μmになるように
する。あるいは、機械的な研磨でおこなっても良い。
き、1600℃2時間の熱処理を施す[同図(b)]。
以降は実施例1と同様であり、熱酸化によりゲート酸化
膜55dを形成し、減圧CVD法によりゲート電極層と
なる多結晶シリコン層56bを堆積する[同図
(c)]。
する[同図(d)]。この実施例3の特徴は実施例1、
実施例2と同様に、pベース領域53およびnソース領
域54の深さおよび寸法関係について、自由度の高い設
計が可能である点ばかりなく、更に、pベース領域の選
択形成のためのマスクとして、炭化ケイ素基板自体を使
用している点である。
て、適当な材料が中々なく、しかも注入イオンが突き抜
けるほど深くイオンを導入することができない。炭化ケ
イ素基板自体であれば、安定性も厚さ限界の問題も無
い。 [実施例4] 図6は炭化けい素MOSFETの部分断面図である。
ル成長によりnドリフト層62およびpベース層63を
積層した炭化けい素基板の表面層に、燐のイオン注入に
よりnソース領域64が形成されている。nソース領域
64の形成されていない表面層に、pベース層63を貫
通してnドリフト層62に達するnウェル領域71が形
成されている。そしてnウェル領域71とnソース領域
64とに挟まれたpベース層63の表面上にゲート絶縁
膜65を介して多結晶シリコンのゲート電極層66が設
けられている。nソース領域64とpベース層63との
表面に共通に接触するソース電極67とn+ サブストレ
ート61の裏面に接触するドレイン電極68が設けられ
ている。
けい素MOSFETの製造工程順の部分断面図である。
先ず、基板としてn+ サブストレート61上に厚さ10
μmのnドリフト層62、厚さ2μmのpベース層63
をエピタキシャル成長により積層した炭化けい素基板を
用意する[図8(a)]。
り厚さ4μmの多結晶シリコン層を堆積し、フォトリソ
グラフィにより第一のマスク66aのパターン形成する
[同図(b)]。このマスクはnソース領域とnウェル
領域の双方のイオン注入において共通に使用される。次
に、さきのマスク66aを残したまま、CVD法により
酸化膜を堆積し、フォトリソグラフィにより第二のマス
ク65aをパターン形成し、nソース領域形成のための
燐イオン64aの注入をおこなう[同図(c)]。マス
ク端は第一のマスク66aで規定されるので、第二マス
ク65aのパターニングの精度は緩和される。イオン注
入の条件は、実施例1のnソース領域と同様でよい。6
4bは注入された燐原子である。
去して、再度減圧CVD法により多結晶シリコンを堆積
し、フォトリソグラフィにより第三のマスク66bを形
成し、pベース層63を貫通するnウェル領域を形成す
るための燐イオン71aの注入をおこなう[同図
(d)]。マスク端は第一のマスク66aで規定される
ので、第三マスク66bのパターニングの精度は緩和さ
れる。イオン注入の条件は、加速電圧が40keV、1
20keV、400keVと1MeV、ドーズ量は全部
で3×1013cm-2、注入温度は1000℃とした。7
1bは注入された燐原子である。
の混合ガスを用いたドライエッチングで第一、および第
三のマスク66a、66bを除去した後、1600℃、
2時間の熱処理を行い、不純物を活性化してnソース領
域64およびnウェル領域71を形成する[同図
(e)]。nソース領域34の接合深さは約0.2μm
である。
ト絶縁膜65の形成をし、その上に減圧CVD法により
多結晶シリコンを堆積し、フォトリソグラフィによりパ
ターン形成して電極ゲート電極層66とする[同図
(f)]。図示しないが、その後、減圧CVD法により
燐ガラスを堆積して絶縁膜とし、その絶縁膜に窓を開
け、nソース領域34に接触するソース電極を設ける。
同時にゲート電極層66に接触するゲート電極を設け、
また、n+ サブストレートの裏面にドレイン電極を設け
る。
nソース領域64とnウェル領域71とに挟まれたpベ
ース層の幅すなわちチャネル領域70は、第一マスク6
6aの幅によって自由にかつ、精度良く決められ、しか
も均一性がよい。従って、特に不純物の拡散がしにくい
炭化けい素MOSFETにおいては、同じマスク端を用
いたセルフアラインのものに比べ、高耐圧化に適する構
造といえる。
OSFETと違っている点は、pベース層63がエピタ
キシャル成長によって形成されており、そのpベース層
63を貫通してnウェル領域71がイオン注入で形成さ
れている点である。この実施例4の方法ではSiCでは
イオン注入および活性化が困難なp型不純物のイオン注
入を実施しなくて済むことが特徴であり、非常に量産性
がある。
Tの例を示したが、逆の導電型のMOSFETにも本発
明が適応可能なことは勿論である。なお、n型、p型の
不純物としては、燐、ほう素を用いたが、他にn型では
窒素、砒素など、p型ではアルミニウムなどを用いるこ
ともできる。
の基礎として、第一導電型不純物の選択的なイオン注入
によって第一導電型ソース領域を形成するためのマスク
の幅が、第二導電型不純物の選択的なイオン注入によっ
て第二導電型ベース領域を形成するためのマスクの幅よ
り、広い炭化けい素縦型MOSFETとすることによっ
て、チャネル領域の長さと、第二導電型ベース領域の厚
さとをそれぞれ独立に設計でき、例えばチャネル領域で
のパンチスルーが避けられる高耐圧に適する構造とする
ことができる。しかして、本発明によれば、少なくとも
第二導電型ベース領域の表面の一部が第一導電型ソース
領域の表面より突き出したものとしたことにより、第一
導電型ドリフト層の表面露出部と第一導電型ソース領域
との間の第二導電型ベース領域の距離を大きくできる。
および第一導電型ソース領域の形成のためそれぞれ幅の
異なるマスクを使用した選択的なイオン注入をおこな
い、前記マスクを除去して熱処理をおこなった後、ゲー
ト絶縁膜を形成するとともに、第二導電型ベース領域形
成のための第二導電型不純物の選択的なイオン注入を、
加速電圧を変えた複数回のイオン注入であるものとする
ことによって、ゲート絶縁膜への電界のストレスを緩和
し、炭化けい素縦型MOSFETの高耐圧化を容易にし
た。
の長さが精度よく形成され、安定した特性が歩留まりよ
く得られる。また、第二導電型ベース層の表面から第一
導電型ドリフト層に達するように形成された第一導電型
ウェル領域と、第二導電型ベース層の表面層に選択的に
形成された第一導電型ソース領域とをイオン注入により
形成することによって、第二導電型不純物のイオン注入
を不要にし、量産に適した構造の炭化けい素縦型MOS
FETを示した。
ETの断面図
い素縦型MOSFETの製造方法を説明するための製造
工程順の断面図
するための炭化けい素縦型MOSFETの製造工程順の
断面図
い素縦型MOSFETの製造方法を説明するための製造
工程順の断面図
縦型MOSFETの製造工程順の断面図
い素縦型MOSFETの製造方法を説明するための製造
工程順の断面図
製造工程順の断面図
断面図
ト 2、12、32、42、52、62 nドリフト層 3、23、33、43、53 pベース領域 3a、33a、43a、53a ほう素イオン 3b、33b、43b、53b ほう素原子 4、14、24、44、54、64 nソース領域 4a、34a、44a、54a、64a、71a 燐イ
オン 4b、34b、44b、54b、64b、71b 燐原
子 5、15、35、45c、55d、65b ゲート絶縁
膜 6、16、36、46、56、66 ゲート電極層 6a、36c、46b、56b、66c 多結晶シリコ
ン層 7、37、67 ソース電極 8、38、68 ドレイン電極 9、39、69 絶縁膜 10、20、30、40、60、70 チャネル領域 13、63 pベース層 15a コーナー部 19 トレンチ 36a、36b、46a、66a、66b 多結晶シリ
コンマスク 45a、55a CVDSiO2 膜 45b、55b スペーサ 52a 凸部 55c フォトレジスト 56a 窒化膜 65a CVDSiO2 マスク 71 nウェル領域
Claims (5)
- 【請求項1】第一導電型炭化けい素サブストレート上に
積層された炭化けい素からなる第一導電型ドリフト層
と、その第一導電型ドリフト層の表面層に選択的に形成
された第二導電型ベース領域と、その第二導電型ベース
領域内に選択的に形成された第一導電型ソース領域と、
第一導電型ソース領域と第一導電型ドリフト層とに挟ま
れた第二導電型ベース領域の表面露出部上の少なくとも
一部にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極層
と、第一導電型ソース領域と第二導電型ベース領域との
表面に共通に接触するソース電極と、炭化けい素サブス
トレートの裏面に設けられたドレイン電極とを有する縦
形MOSFETにおいて、第一導電型不純物の選択的な
イオン注入によって第一導電型ソース領域を形成するた
めのマスクの幅が、第二導電型不純物の選択的なイオン
注入によって第二導電型ベース領域を形成するためのマ
スクの幅より広く、かつ、少なくとも第二導電型ベース
領域の表面の一部が第一導電型ソース領域の表面より突
き出していることを特徴とする炭化けい素縦型MOSF
ET。 - 【請求項2】第二導電型ベース領域および第一導電型ソ
ース領域の形成のためそれぞれ幅の異なるマスクを使用
した選択的なイオン注入をおこない、前記マスクを除去
して熱処理をおこなった後、ゲート絶縁膜を形成すると
ともに、第二導電型ベース領域形成のための第二導電型
不純物の選択的なイオン注入が、加速電圧を変えた複数
回のイオン注入であることを特徴とする請求項1記載の
炭化けい素縦型MOSFETの製造方法。 - 【請求項3】第二導電型ベース領域形成のための第二導
電型不純物の選択的なイオン注入に使用するマスクとそ
の両側に設けたスペーサとをマスクとした第一導電型不
純物のイオン注入によって第一導電型ソース領域を形成
することを特徴とする請求項2記載の炭化けい素縦型M
OSFETの製造方法。 - 【請求項4】第一導電型ドリフト層の一部を第一のマス
クで覆い、所定の深さまで第一導電型ドリフト層をエッ
チングして凸部を形成する工程と、第二導電型ベース領
域形成のためのイオン注入をおこなう工程と、上記エッ
チング工程により生じた凸部の両側にスペーサを形成す
る工程と、第一導電型ソース領域形成のためのイオン注
入をおこなう工程と、エッチングにより生じた凸部の段
差を少なくするための平坦化工程とを備えたことを特徴
とする請求項2記載の炭化けい素縦型MOSFETの製
造方法。 - 【請求項5】第一導電型炭化けい素サブストレート上に
積層された炭化けい素からなる第一導電型ドリフト層
と、その第一導電型ドリフト層上に形成された第二導電
型ベース層と、その第二導電型ベース層の表面層に選択
的に形成された第一導電型ソース領域と、表面から第二
導電型ベース層を貫通して第一導電型ドリフト層に達す
るように形成された第一導電型ウェル領域と、第一導電
型ソース領域と第一導電型ウェル領域とに挟まれた第二
導電型ベース層の表面露出部上の少なくとも一部にゲー
ト絶縁膜を介して設けられたゲート電極層と、第一導電
型ソース領域と第二導電型ベース層との表面に共通に接
触するソース電極と、炭化けい素基板の裏面に設けられ
たドレイン電極とを有する炭化けい素縦型MOSFET
の製造方法であって、 第一導電型炭化けい素サブストレート上に、炭化けい素
からなる第一導電型ドリフト層と第二導電型ベース層と
がエピタキシャル成長により積層された基板を用い、そ
の第二導電型ベース層表面上に第一のマスクを形成する
工程と、その第一のマスクと一部が重なるように第二の
マスクを形成する工程と、その第一のマスクと第二のマ
スクとにより選択的に第二導電型ベース層の表面層に第
一導電型ソース領域形成のためのイオン注入をおこなう
工程と、第一のマスクと一部が重なるように第三のマス
クを形成する工程と、その第一のマスクと第三のマスク
とにより選択的に第二導電型ベース層の表面層に第一導
電型ウェル領域形成のためのイオン注入をおこなう工程
とを備えたことを特徴とする炭化けい素縦型MOSFE
Tの製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03608097A JP3206727B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法 |
DE19806838A DE19806838A1 (de) | 1997-02-20 | 1998-02-18 | Vertikaler Siliciumcarbid-MOSFET und Verfahren zur Herstellung desselben |
US09/027,305 US6054352A (en) | 1997-02-20 | 1998-02-20 | Method of manufacturing a silicon carbide vertical MOSFET |
US09/482,391 US6465807B1 (en) | 1997-02-20 | 2000-01-12 | Silicon carbide vertical MOSFET and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03608097A JP3206727B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10233503A JPH10233503A (ja) | 1998-09-02 |
JP3206727B2 true JP3206727B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=12459770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03608097A Expired - Lifetime JP3206727B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6054352A (ja) |
JP (1) | JP3206727B2 (ja) |
DE (1) | DE19806838A1 (ja) |
Families Citing this family (88)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3216804B2 (ja) * | 1998-01-06 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素縦形fetの製造方法および炭化けい素縦形fet |
JP3460585B2 (ja) * | 1998-07-07 | 2003-10-27 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素mos半導体素子の製造方法 |
JP3344562B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2002-11-11 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素半導体装置の製造方法 |
US6972436B2 (en) * | 1998-08-28 | 2005-12-06 | Cree, Inc. | High voltage, high temperature capacitor and interconnection structures |
JP4595139B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2010-12-08 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP4250822B2 (ja) * | 1999-09-14 | 2009-04-08 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
US6429041B1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-08-06 | Cree, Inc. | Methods of fabricating silicon carbide inversion channel devices without the need to utilize P-type implantation |
US6767843B2 (en) | 2000-10-03 | 2004-07-27 | Cree, Inc. | Method of N2O growth of an oxide layer on a silicon carbide layer |
US6610366B2 (en) | 2000-10-03 | 2003-08-26 | Cree, Inc. | Method of N2O annealing an oxide layer on a silicon carbide layer |
US7067176B2 (en) | 2000-10-03 | 2006-06-27 | Cree, Inc. | Method of fabricating an oxide layer on a silicon carbide layer utilizing an anneal in a hydrogen environment |
US6956238B2 (en) | 2000-10-03 | 2005-10-18 | Cree, Inc. | Silicon carbide power metal-oxide semiconductor field effect transistors having a shorting channel and methods of fabricating silicon carbide metal-oxide semiconductor field effect transistors having a shorting channel |
JP4876321B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2012-02-15 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP4830213B2 (ja) * | 2001-05-08 | 2011-12-07 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 |
JP2003100657A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP3559971B2 (ja) * | 2001-12-11 | 2004-09-02 | 日産自動車株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP3939583B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2007-07-04 | 日産自動車株式会社 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
US7282739B2 (en) | 2002-04-26 | 2007-10-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
US7022378B2 (en) * | 2002-08-30 | 2006-04-04 | Cree, Inc. | Nitrogen passivation of interface states in SiO2/SiC structures |
US7217950B2 (en) | 2002-10-11 | 2007-05-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Insulated gate tunnel-injection device having heterojunction and method for manufacturing the same |
JPWO2004036655A1 (ja) | 2002-10-18 | 2006-03-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 炭化ケイ素半導体装置及びその製造方法 |
US7221010B2 (en) * | 2002-12-20 | 2007-05-22 | Cree, Inc. | Vertical JFET limited silicon carbide power metal-oxide semiconductor field effect transistors |
JP3931138B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2007-06-13 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置及び電力用半導体装置の製造方法 |
JP5368140B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | SiCを用いた縦型MOSFETの製造方法 |
JP2004319964A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US8133789B1 (en) | 2003-04-11 | 2012-03-13 | Purdue Research Foundation | Short-channel silicon carbide power mosfet |
US6979863B2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-12-27 | Cree, Inc. | Silicon carbide MOSFETs with integrated antiparallel junction barrier Schottky free wheeling diodes and methods of fabricating the same |
US7074643B2 (en) * | 2003-04-24 | 2006-07-11 | Cree, Inc. | Silicon carbide power devices with self-aligned source and well regions and methods of fabricating same |
JP2005011846A (ja) | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置 |
EP2560210B1 (en) | 2003-09-24 | 2018-11-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
DE10355587B4 (de) * | 2003-11-28 | 2007-05-24 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines vertikalen Leistungs-Halbleitertransistors |
WO2005076327A1 (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 炭化珪素半導体素子及びその製造方法 |
US7622741B2 (en) * | 2004-02-27 | 2009-11-24 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing same |
US7118970B2 (en) * | 2004-06-22 | 2006-10-10 | Cree, Inc. | Methods of fabricating silicon carbide devices with hybrid well regions |
JP4802542B2 (ja) | 2005-04-19 | 2011-10-26 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置 |
US7615801B2 (en) * | 2005-05-18 | 2009-11-10 | Cree, Inc. | High voltage silicon carbide devices having bi-directional blocking capabilities |
US7414268B2 (en) | 2005-05-18 | 2008-08-19 | Cree, Inc. | High voltage silicon carbide MOS-bipolar devices having bi-directional blocking capabilities |
US20060261346A1 (en) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Sei-Hyung Ryu | High voltage silicon carbide devices having bi-directional blocking capabilities and methods of fabricating the same |
US7391057B2 (en) * | 2005-05-18 | 2008-06-24 | Cree, Inc. | High voltage silicon carbide devices having bi-directional blocking capabilities |
US7528040B2 (en) * | 2005-05-24 | 2009-05-05 | Cree, Inc. | Methods of fabricating silicon carbide devices having smooth channels |
US7727904B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-06-01 | Cree, Inc. | Methods of forming SiC MOSFETs with high inversion layer mobility |
JP4984467B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2012-07-25 | 住友電気工業株式会社 | 窒化ガリウム系misトランジスタ |
US20080014693A1 (en) * | 2006-07-12 | 2008-01-17 | General Electric Company | Silicon carbide vertical mosfet design for fast switching applications |
US8432012B2 (en) | 2006-08-01 | 2013-04-30 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including schottky diodes having overlapping doped regions and methods of fabricating same |
US7728402B2 (en) | 2006-08-01 | 2010-06-01 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including schottky diodes with controlled breakdown |
KR101529331B1 (ko) | 2006-08-17 | 2015-06-16 | 크리 인코포레이티드 | 고전력 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 |
JP5071763B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2012-11-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 炭化ケイ素半導体装置およびその製造方法 |
US7981817B2 (en) | 2007-01-16 | 2011-07-19 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing semiconductor device using multiple ion implantation masks |
US8835987B2 (en) | 2007-02-27 | 2014-09-16 | Cree, Inc. | Insulated gate bipolar transistors including current suppressing layers |
JP4786621B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2011-10-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
US8492771B2 (en) * | 2007-09-27 | 2013-07-23 | Infineon Technologies Austria Ag | Heterojunction semiconductor device and method |
US8035112B1 (en) | 2008-04-23 | 2011-10-11 | Purdue Research Foundation | SIC power DMOSFET with self-aligned source contact |
IT1392577B1 (it) * | 2008-12-30 | 2012-03-09 | St Microelectronics Rousset | Processo di fabbricazione di un dispositivo elettronico di potenza integrato in un substrato semiconduttore ad ampio intervallo di banda proibita e dispositivo elettronico cosi' ottenuto |
US7829402B2 (en) * | 2009-02-10 | 2010-11-09 | General Electric Company | MOSFET devices and methods of making |
SG164324A1 (en) | 2009-02-20 | 2010-09-29 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
US8288220B2 (en) | 2009-03-27 | 2012-10-16 | Cree, Inc. | Methods of forming semiconductor devices including epitaxial layers and related structures |
US8294507B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-10-23 | Cree, Inc. | Wide bandgap bipolar turn-off thyristor having non-negative temperature coefficient and related control circuits |
US8193848B2 (en) | 2009-06-02 | 2012-06-05 | Cree, Inc. | Power switching devices having controllable surge current capabilities |
US8629509B2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-01-14 | Cree, Inc. | High voltage insulated gate bipolar transistors with minority carrier diverter |
US8541787B2 (en) * | 2009-07-15 | 2013-09-24 | Cree, Inc. | High breakdown voltage wide band-gap MOS-gated bipolar junction transistors with avalanche capability |
DE112010003053B4 (de) | 2009-07-24 | 2013-10-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Verfahren zum Herstellen einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung |
US8354690B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-01-15 | Cree, Inc. | Solid-state pinch off thyristor circuits |
JP5433352B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2014-03-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
US9117739B2 (en) | 2010-03-08 | 2015-08-25 | Cree, Inc. | Semiconductor devices with heterojunction barrier regions and methods of fabricating same |
US8415671B2 (en) | 2010-04-16 | 2013-04-09 | Cree, Inc. | Wide band-gap MOSFETs having a heterojunction under gate trenches thereof and related methods of forming such devices |
JP5861081B2 (ja) | 2010-06-03 | 2016-02-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体装置およびこれを用いた半導体リレー |
JP5002693B2 (ja) | 2010-09-06 | 2012-08-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US8815721B2 (en) * | 2010-12-17 | 2014-08-26 | General Electric Company | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
JP5725024B2 (ja) * | 2010-12-22 | 2015-05-27 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP5883563B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2016-03-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US9142662B2 (en) | 2011-05-06 | 2015-09-22 | Cree, Inc. | Field effect transistor devices with low source resistance |
US9029945B2 (en) | 2011-05-06 | 2015-05-12 | Cree, Inc. | Field effect transistor devices with low source resistance |
JP5687127B2 (ja) * | 2011-05-06 | 2015-03-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5454518B2 (ja) * | 2011-06-23 | 2014-03-26 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
US9984894B2 (en) | 2011-08-03 | 2018-05-29 | Cree, Inc. | Forming SiC MOSFETs with high channel mobility by treating the oxide interface with cesium ions |
KR101870873B1 (ko) * | 2011-08-04 | 2018-07-20 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조방법 |
US9373617B2 (en) | 2011-09-11 | 2016-06-21 | Cree, Inc. | High current, low switching loss SiC power module |
JP2014531752A (ja) | 2011-09-11 | 2014-11-27 | クリー インコーポレイテッドCree Inc. | 改善したレイアウトを有するトランジスタを備える高電流密度電力モジュール |
US9640617B2 (en) | 2011-09-11 | 2017-05-02 | Cree, Inc. | High performance power module |
US9123798B2 (en) * | 2012-12-12 | 2015-09-01 | General Electric Company | Insulating gate field effect transistor device and method for providing the same |
KR101920717B1 (ko) * | 2013-01-14 | 2018-11-21 | 삼성전자주식회사 | 이중 병렬 채널 구조를 갖는 반도체 소자 및 상기 반도체 소자의 제조 방법 |
JP5802231B2 (ja) | 2013-03-22 | 2015-10-28 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP6285668B2 (ja) * | 2013-09-03 | 2018-02-28 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP6335089B2 (ja) | 2014-10-03 | 2018-05-30 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
CN105590855A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 北大方正集团有限公司 | 一种结型场效应管的制作方法 |
JP6616280B2 (ja) * | 2016-12-27 | 2019-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング素子 |
US10937869B2 (en) * | 2018-09-28 | 2021-03-02 | General Electric Company | Systems and methods of masking during high-energy implantation when fabricating wide band gap semiconductor devices |
JP7294036B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2023-06-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体試験装置、半導体装置の試験方法および半導体装置の製造方法 |
EP4351707A1 (en) * | 2021-06-04 | 2024-04-17 | Nanovision Biosciences, Inc. | High visual acuity, high sensitivity light switchable neural stimulator array for implantable retinal prosthesis |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4561168A (en) * | 1982-11-22 | 1985-12-31 | Siliconix Incorporated | Method of making shadow isolated metal DMOS FET device |
US5322802A (en) * | 1993-01-25 | 1994-06-21 | North Carolina State University At Raleigh | Method of fabricating silicon carbide field effect transistor |
US5448081A (en) * | 1993-02-22 | 1995-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Lateral power MOSFET structure using silicon carbide |
JPH0799312A (ja) * | 1993-02-22 | 1995-04-11 | Texas Instr Inc <Ti> | 半導体装置とその製法 |
US5510281A (en) * | 1995-03-20 | 1996-04-23 | General Electric Company | Method of fabricating a self-aligned DMOS transistor device using SiC and spacers |
US5877515A (en) * | 1995-10-10 | 1999-03-02 | International Rectifier Corporation | SiC semiconductor device |
US5877041A (en) * | 1997-06-30 | 1999-03-02 | Harris Corporation | Self-aligned power field effect transistor in silicon carbide |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP03608097A patent/JP3206727B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-18 DE DE19806838A patent/DE19806838A1/de not_active Withdrawn
- 1998-02-20 US US09/027,305 patent/US6054352A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-01-12 US US09/482,391 patent/US6465807B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6465807B1 (en) | 2002-10-15 |
US6054352A (en) | 2000-04-25 |
JPH10233503A (ja) | 1998-09-02 |
DE19806838A1 (de) | 1998-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3206727B2 (ja) | 炭化けい素縦型mosfetおよびその製造方法 | |
JP3180895B2 (ja) | 炭化けい素半導体装置の製造方法 | |
JP3216804B2 (ja) | 炭化けい素縦形fetの製造方法および炭化けい素縦形fet | |
JP3460585B2 (ja) | 炭化けい素mos半導体素子の製造方法 | |
JP5295274B2 (ja) | イオン注入及び側方拡散による炭化シリコンパワーデバイスの自己整列的な製造方法 | |
US6653659B2 (en) | Silicon carbide inversion channel mosfets | |
US7118970B2 (en) | Methods of fabricating silicon carbide devices with hybrid well regions | |
JP4123636B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 | |
KR101057199B1 (ko) | 탄화규소 mos 전계 효과 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
US7947988B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2011103482A (ja) | 制御されたアニールによる炭化シリコンパワーデバイスの製造方法 | |
US20070298558A1 (en) | Method of fabricating semiconductor device and semiconductor device | |
JP3428459B2 (ja) | 炭化けい素nチャネルMOS半導体素子およびその製造方法 | |
US7569900B2 (en) | Silicon carbide high breakdown voltage semiconductor device | |
JP4490094B2 (ja) | トレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ素子の製造方法 | |
CN101330055A (zh) | 半导体器件的制造方法以及半导体器件 | |
JP4990458B2 (ja) | 自己整合されたシリコンカーバイトlmosfet | |
JP2000312008A (ja) | 炭化珪素静電誘導トランジスタおよびその製造方法 | |
JP2941823B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
TWI284348B (en) | Method for fabricating raised source/drain of semiconductor device | |
JP2006140250A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2000082810A (ja) | 炭化けい素トレンチ型mos半導体素子の製造方法および炭化けい素トレンチ型mos半導体素子 | |
JP2673384B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH04330782A (ja) | 微細半導体装置およびその製造方法 | |
WO2005034246A1 (ja) | 炭化ケイ素半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 12 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |