JP3994703B2 - Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP3994703B2 JP3994703B2 JP2001259995A JP2001259995A JP3994703B2 JP 3994703 B2 JP3994703 B2 JP 3994703B2 JP 2001259995 A JP2001259995 A JP 2001259995A JP 2001259995 A JP2001259995 A JP 2001259995A JP 3994703 B2 JP3994703 B2 JP 3994703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- drift layer
- region
- layer
- impurity 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 - Fee Related
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 51
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 51
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 102
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 47
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 102000004129 N-Type Calcium Channels Human genes 0.000 description 1
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
Images
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]
- H10D30/63—Vertical IGFETs
- H10D30/635—Vertical IGFETs having no inversion channels, e.g. vertical accumulation channel FETs [ACCUFET] or normally-on vertical IGFETs
-
- 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]
- H10D30/611—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having multiple independently-addressable gate electrodes influencing the same channel
-
- 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
- H10D62/102—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]
- H10D62/109—Reduced surface field [RESURF] PN junction structures
- H10D62/111—Multiple RESURF structures, e.g. double RESURF or 3D-RESURF structures
-
- 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
- H10D62/125—Shapes of junctions between the regions
-
- 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
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化珪素半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開2001−144292号公報には、スーパージャンクションを具備する炭化珪素半導体装置が開示されている。詳しくは、図14に示すように、N+型SiC基板100の上にN型層101が形成されるとともに、N型層101の表層部にはP型ベース領域102a,102b、N型ソース領域103、N型チャネル層104が形成され、さらに、基板の上面にはゲート酸化膜105を介してゲート電極106が配置されている。一方、N型層101の内部にP型領域107が並設され、N型領域101aとP型領域107を横方向に交互に埋設してスーパージャンクションとしている。このスーパージャンクションにより高耐圧とすることができる。しかしながら、スーパージャンクションの設計をフレキシブルに行いたいという要求がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景のもとになされたものであり、その目的は、より設計の自由度を増すことができる炭化珪素半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明では、スーパージャンクションでの不純物領域は、深さ方向において最も深い領域において最も薄く、最も浅い領域において最も濃くなっていることを特徴としている。このように、深さ方向における濃度勾配を所望にできることにより設計の自由度が増す。
【0005】
請求項2に記載の発明では、スーパージャンクションでの不純物領域は、横方向の幅が深さ方向において最も深い領域で最も広く、最も浅い領域で最も狭くなっていることを特徴としている。このように、深さ方向において幅を所望に変化させることができることにより設計の自由度が増す。
【0006】
請求項3に記載の発明では、スーパージャンクションでの不純物領域は、横方向の幅が深さ方向において最も深い領域で最も狭く、最も浅い領域で最も広くなっていることを特徴としている。このように、深さ方向における濃度勾配を所望にできること、および、深さ方向において幅を所望に変化させることができることにより設計の自由度が増す。
【0007】
製造方法として、請求項4に記載のように、エピタキシャル成長により第1導電型のSiC基板の上に第1導電型のドリフト層を形成する。そして、ドリフト層に対しマスクを用いて一回目のイオン注入を行って、マスク開口部の下方におけるドリフト層内に第2導電型の第1の不純物領域を埋設する。さらに、ドリフト層に対し別のマスクを用いて二回目のイオン注入を行って、マスク開口部の下方におけるドリフト層内に第1の不純物領域の不純物濃度より高い第2導電型の第2の不純物領域を一回目のイオン注入による第1の不純物領域とつながるように第1の不純物領域の上に埋設する。
【0008】
これにより請求項1,2,3に記載の炭化珪素半導体装置を製造することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図1には本実施の形態における炭化珪素半導体装置の縦断面図を示す。
【0010】
図1において、ドレイン領域となるN+型(第1導電型)のSiC基板1の上に、エピタキシャル層よりなるN-型(低濃度な第1導電型)のドリフト層2と、エピタキシャル層よりなるP+型(第2導電型)の第1のゲート層3と、エピタキシャル層よりなるN+型(第1導電型)のソース層4とが順に積層されている。ソース層4と第1のゲート層3とを貫通してドリフト層2に達するトレンチ5が形成されている。さらに、このトレンチ5の内壁にエピタキシャル層よりなるN-型(第1導電型)のチャネル層6が形成されるとともに、その内方にエピタキシャル層よりなるP+型(第2導電型)の第2のゲート層7が形成されている。
【0011】
また、基板上面には絶縁膜(LTO膜)8が形成され、この絶縁膜8に設けたコンタクトホールを通して第1ゲート電極11,12が第1のゲート層3と、第2ゲート電極9,10が第2のゲート層7と、ソース電極13がN+ソース層4と、それぞれ接続されている。電極材9,11にはアルミを、電極材10,12にはニッケルを用いている。なお、N型SiC層と接触する場合には金属材9,11は不要である。また、基板1の裏面(下面)にはドレイン電極14が全面に形成されている。
【0012】
トランジスタ動作としては、第1および第2のゲート端子への電圧によって両ゲート層3,7に挟まれたチャネル層6において空乏層の幅を調整することによりチャネル幅を変えてドレイン電流を調整する。
【0013】
さらに、トランジスタセル形成領域の外周部(チップ外周部)にはソース層4と第1のゲート層3とを貫通してドリフト層2に達するトレンチ20が形成されている。このトレンチ20の内壁にはP+型のSiC層21が形成され、P+型SiC層21がガードリングとして機能する。P+型SiC層21(チップ外周部)の上面は絶縁膜(LTO膜)8にて覆われている。
【0014】
一方、トランジスタセル形成領域でのドリフト層2においてその内部にP型(第2導電型)の不純物領域30を並設しており、これにより、ドリフト層2にN型(第1導電型)の不純物領域とP型の不純物領域30を横方向に交互に埋設してスーパージャンクションとしている。
【0015】
ここで、本実施の形態においては埋設したP型不純物領域30に関して、深さ方向において濃度が異なるとともに、横方向の幅が深さ方向において異なっている。詳しくは、濃度については、深さ方向において3段階の濃度を有し、最も深い領域31においては最も薄く(P-)、中間の深さの領域32においては中間の濃度であり(P)、最も浅い領域32においては最も濃く(P+)なっている。一方、横方向の幅については、最も深い領域31においては最も広く、中間の深さの領域32においては中間の幅であり、最も浅い領域32においては最も狭くなっている。
【0016】
各領域31,32,33の濃度については、不純物にアルミを用いた場合、例えば、P-領域31が5×1016〜1×1018atms/cm3で、P領域32が5×1017〜1×1019atms/cm3で、P+領域33が5×1018〜5×1020atms/cm3である。
【0017】
このように、スーパージャンクションでの不純物領域30に関して、深さ方向における濃度勾配を所望にできること、および、深さ方向において幅を所望に変化させることにより、スーパージャンクションの設計の自由度が増す。
【0018】
なお、スーパージャンクションを構成するP型不純物領域30の電位はフローティングとしても、ソースと共にグランド電位としてもよい。図1にはフローティングとした場合を、また、図2にはグランド電位とした場合を示す。
【0019】
一方、トランジスタセルの外周部(チップ外周部)におけるガードリング部にはP型不純物領域30によるスーパージャンクションは形成されていない。つまり、トランジスタセルの形成領域においてのみスーパージャンクション構造を採り、トランジスタセルの形成領域の外周部においてはスーパージャンクション構造を採らないようにしている。これにより耐圧が下がるのを防ぐことができる。
【0020】
次に、製造方法を説明する。
図3(a)に示すように、N+型のSiC基板1の上に、エピタキシャル成長によりN-ドリフト層2を形成する。そして、N-ドリフト層2の上にパーニングしたマスク40を配置する。つまり、開口部41を有するマスク40を形成する。この状態でアルミのイオン注入を行う。このイオン注入は、高い注入エネルギー(例えば400keV)で、しかも低い注入量で行う。その結果、スーパージャンクションの最も深く、かつ低濃度なP型領域(P-領域)31が形成される。
【0021】
引き続き、図3(b)に示すように、マスク40の上にパーニングしたマスク42を配置する。このとき、マスク40の開口部41がマスク42にて塞がれるとともに当該領域に開口部41よりも面積の小さい開口部43が形成される。開口部41の中心と開口部42の中心は一致している。この状態でアルミのイオン注入を行う。このイオン注入は、中程度の注入エネルギー(例えば200keV)で、しかも中程度の注入量で行う。その結果、スーパージャンクションの中間の深さで、かつ中程度の濃度のP型領域32が形成される。
【0022】
引き続き、図4(a)に示すように、マスク42の上にパーニングしたマスク44を配置する。このとき、マスク42の開口部43がマスク44にて塞がれるとともに当該領域に開口部43よりも面積の小さい開口部45が形成される。開口部43の中心と開口部45の中心は一致している。この状態でアルミのイオン注入を行う。このイオン注入は、低い注入エネルギー(例えば100keV)で、しかも高い注入量で行う。その結果、スーパージャンクションの最も浅く、かつ高濃度なP型領域(P+領域)33が形成される。
【0023】
その後、図4(b)に示すように、N-ドリフト層2の上に、連続エピタキシャル成長により、第1のゲート層(P+層)3とN+ソース層4を形成する。
そして、図5(a)に示すように、ソース層4と第1のゲート層3とを貫通してドリフト層2に達するトレンチ5,20を形成する。
【0024】
その後、図5(b)に示すように、トレンチ5,20内を含む基板上に、エピタキシャル成長により、N-型エピタキシャル層6を形成する。そして、図6(a)に示すように、トランジスタセル形成領域の外周部におけるN-型エピ層6をRIEにより所定量t1だけエッチングして薄くする。さらに、図6(b)に示すように、熱拡散によりN-型エピ層6の表層部にP+層7を形成する。これにより、トランジスタセル形成領域の外周部におけるガードリング形成領域では全てP+層7となる。なお、熱拡散によりP+層7を形成したが、エピタキシャル成長あるいはイオン注入にてP+層7を形成してもよい。
【0025】
引き続き、図7(a)に示すように、トランジスタセル形成領域におけるソースコンタクト領域A1のN-型エピ層6およびP+層7をRIEにより除去する。さらに、図7(b)に示すように、トランジスタセル形成領域における第1のゲートコンタクト領域A2のソース層4をRIEにより除去する。
【0026】
その後、図1に示すように、絶縁膜8のデポおよびコンタクトホールの形成を行った後、ゲート電極9,10とゲート電極11,12とソース電極13を形成する。また、基板の裏面にドレイン電極14を形成する。
【0027】
このようにして、図3(a)のドリフト層2に対しマスク40を用いて一回目のイオン注入を行って、マスク開口部41の下方におけるドリフト層2での所定の深さにP-型の不純物領域31を埋設する工程と、図3(b)のドリフト層2に対し別のマスク42を用いて二回目のイオン注入を行って、マスク開口部43の下方におけるドリフト層2での所定の深さにP型の不純物領域32を一回目のイオン注入によるP型不純物領域31とつながる状態で埋設する工程とを備え(二回目のイオン注入に対する三回目のイオン注入も同様)、一回目のイオン注入でのマスク開口部41と二回目のイオン注入でのマスク開口部43とは中心が同じあって、その面積と、一回目のイオン注入での注入エネルギーと二回目のイオン注入での注入エネルギーと、イオンの注入量をともに異ならせた。その結果、不純物領域30について、深さ方向において濃度を異ならせることができるとともに、横方向の幅を深さ方向において異ならせることができる。
【0028】
図1に代わる別の例として図8に示すように、横方向の幅に関して、最も深いP-領域51においては最も狭く、中間の深さのP領域52においては中間の幅であり、最も浅いP+領域52においては最も広くしてもよい。
【0029】
製造の際には、図9(a),(b),(c)に示すようにマスク60,62,64の開口部61,63,65の幅を狭くしつつイオン注入する際に、注入エネルギーと注入量を調整すればよい。
【0030】
また、図1においてはJFETに適用したが、これに限ることなく、図10に示すようにMOSFETに適用してもよい。つまり、N+型SiC基板70の上にN型エピ層71が形成されるとともに、N型エピ層71の表層部にP型ベース領域72,73、N+型ソース領域74、N-型チャネル層75が形成され、さらに、基板の上面にはゲート酸化膜76を介してゲート電極77が配置されている。ソース電極78はN+ソース領域74とP+ベース領域73に接している。基板70の裏面にはドレイン電極79が形成されている。このMOSFETにおいて、N型ドリフト層71の内部に、P-領域31とP領域32とP+領域33とを積層したP型領域30を並べて埋設する。製造方法としては、図11に示すように、N+型SiC基板70の上にN型エピ層71を所定の厚さだけ成長させた後、P型領域30をイオン注入により形成し、その後に、N型エピ層71を引き続き成長させればよい。
【0031】
さらに、図1においては、不純物領域30は深さ方向において濃度が異なるとともに横方向の幅が深さ方向において異なっていたが、これに限ることなく、図12に示すように不純物領域30は横方向の幅が深さ方向において同一で、深さ方向において濃度が異なっていたり、あるいは、図13に示すように、不純物領域30は深さ方向において濃度が同一で、横方向の幅が深さ方向において異なっているようにしてもよい。
【0032】
さらには、図1ではトレンチ5は側面が斜状となっていたが、垂直であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態における炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図2】炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図3】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図4】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図5】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図6】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図7】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図8】別例の炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図9】炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図10】別例の炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図11】別例の炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図。
【図12】別例の炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図13】別例の炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【図14】従来技術を説明するための炭化珪素半導体装置の縦断面図。
【符号の説明】
1…N+型SiC基板、2…N-ドリフト層、3…第1のゲート層(P+層)、4…N+ソース層、5…トレンチ、6…N-チャネル層、7…第2のゲート層(P+層)、30…P型不純物領域、31…P-領域、32…P領域、33…P+領域。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a silicon carbide semiconductor device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144292 discloses a silicon carbide semiconductor device having a super junction. Specifically, as shown in FIG. 14, an N-
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a silicon carbide semiconductor device and a method for manufacturing the same that can further increase the degree of freedom in design.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in
[0005]
According to a second aspect of the present invention, the impurity region at the super junction is characterized in that the lateral width is widest in the deepest region in the depth direction and narrowest in the shallowest region . Thus, the degree of freedom in design is increased by allowing the width to be changed as desired in the depth direction.
[0006]
According to a third aspect of the present invention, the impurity region at the super junction is characterized in that the lateral width is narrowest in the deepest region in the depth direction and widest in the shallowest region . As described above, the concentration gradient in the depth direction can be made desired, and the width can be changed in the depth direction as desired, thereby increasing the degree of freedom in design.
[0007]
As a manufacturing method, as claimed in
[0008]
Thus, the silicon carbide semiconductor device according to the first, second, and third aspects can be manufactured.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device in the present embodiment.
[0010]
In FIG. 1, on an N + type (first conductivity type)
[0011]
An insulating film (LTO film) 8 is formed on the upper surface of the substrate, and the
[0012]
As the transistor operation, the drain current is adjusted by changing the channel width by adjusting the width of the depletion layer in the
[0013]
Further, a
[0014]
On the other hand, in the
[0015]
Here, in the present embodiment, the buried P-
[0016]
Regarding the concentrations of the
[0017]
As described above, with respect to the
[0018]
Note that the potential of the P-
[0019]
On the other hand, a super junction due to the P-
[0020]
Next, a manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 3A, an N − drift layer 2 is formed on an N +
[0021]
Subsequently, as shown in FIG. 3B, a
[0022]
Subsequently, as shown in FIG. 4A, a
[0023]
Thereafter, as shown in FIG. 4B, a first gate layer (P + layer) 3 and an N + source layer 4 are formed on the N − drift layer 2 by continuous epitaxial growth.
Then, as shown in FIG. 5A,
[0024]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, an N −
[0025]
Subsequently, as shown in FIG. 7A, the N −
[0026]
Thereafter, as shown in FIG. 1, after depositing the insulating
[0027]
In this way, the first ion implantation is performed on the
[0028]
As another example instead of FIG. 1, as shown in FIG. 8, the lateral width is the narrowest in the deepest P − region 51, the intermediate width in the intermediate
[0029]
In manufacturing, as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, implantation is performed when ions are implanted while the widths of the
[0030]
Moreover, although applied to JFET in FIG. 1, you may apply not only to this but to MOSFET as shown in FIG. That is, an N
[0031]
Further, in FIG. 1, the
[0032]
Furthermore, although the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device in an embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view for illustrating a process for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view for illustrating a process for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view for illustrating a process for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view for illustrating a process for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view for illustrating a process for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of another example of a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view for illustrating the manufacturing process for the silicon carbide semiconductor device.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of another example of a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view for illustrating a manufacturing step for another example silicon carbide semiconductor device.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of another example of a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of another example of a silicon carbide semiconductor device.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a silicon carbide semiconductor device for illustrating a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 ... N + -type SiC substrate, 2 ... N - drift layer, 3 ... first gate layer (P + layer), 4 ... N + source layer, 5 ... trench, 6 ... N - channel layer, 7 ... second gate layer (P + layer), 30 ... P-type impurity region, 31 ... P - area, 32 ... P region, 33 ... P + region.
Claims (5)
前記不純物領域(30)の不純物濃度は、深さ方向において最も深い領域において最も薄く、最も浅い領域において最も濃くなっていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。A low-concentration first conductivity type drift layer (2) made of SiC is formed on the first conductivity type SiC substrate (1) to be a drain region, and the drift layer (2) or the drift layer is formed. By arranging the first conductivity type source layer (4) made of SiC on the surface layer portion of (2), and further arranging the second conductivity type impurity region (30) inside the drift layer (2). In the silicon carbide semiconductor device in which the first conductivity type impurity region and the second conductivity type impurity region are alternately buried in the drift layer (2) in the lateral direction to form a super junction,
The impurity concentration of the impurity region (30) is the thinnest in the deepest region in the depth direction and the highest in the shallowest region .
前記不純物領域(30)は、横方向の幅が深さ方向において最も深い領域で最も広く、最も浅い領域で最も狭くなっていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。A low-concentration first conductivity type drift layer (2) made of SiC is formed on the first conductivity type SiC substrate (1) serving as a drain region, and the drift layer (2) or the drift layer is formed. By arranging the first conductivity type source layer (4) made of SiC on the surface layer portion of (2), and further arranging the second conductivity type impurity region (30) inside the drift layer (2). In the silicon carbide semiconductor device in which the first conductivity type impurity region and the second conductivity type impurity region are alternately buried in the drift layer (2) in the lateral direction to form a super junction,
The silicon carbide semiconductor device characterized in that the impurity region (30) is widest in the deepest region in the depth direction and narrowest in the shallowest region .
前記不純物領域(30)は、横方向の幅が深さ方向において最も深い領域で最も狭く、最も浅い領域で最も広くなっていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。A low-concentration first conductivity type drift layer (2) made of SiC is formed on the first conductivity type SiC substrate (1) to be a drain region, and the drift layer (2) or the drift layer is formed. By arranging the first conductivity type source layer (4) made of SiC on the surface layer portion of (2), and further arranging the second conductivity type impurity region (30) inside the drift layer (2). In the silicon carbide semiconductor device in which the first conductivity type impurity region and the second conductivity type impurity region are alternately buried in the drift layer (2) in the lateral direction to form a super junction,
The impurity region (30) has a lateral width that is the narrowest in the deepest region in the depth direction and the widest in the shallowest region .
エピタキシャル成長により第1導電型のSiC基板(1)の上に低濃度な第1導電型のドリフト層(2)を形成する工程と、 Forming a low-concentration first conductivity type drift layer (2) on the first conductivity type SiC substrate (1) by epitaxial growth;
ドリフト層(2)に対しマスク(40)を用いて一回目のイオン注入を行って、マスク開口部(41)の下方におけるドリフト層(2)内に第2導電型の第1の不純物領域(31)を埋設する工程と、 A first ion implantation is performed on the drift layer (2) using the mask (40), and the first impurity region (second conductivity type) (in the drift layer (2) below the mask opening (41) ( 31) burying;
ドリフト層(2)に対し別のマスク(42)を用いて二回目のイオン注入を行って、マスク開口部(43)の下方におけるドリフト層(2)内に第1の不純物領域(31)の不純物濃度より高い第2導電型の第2の不純物領域(32)を一回目のイオン注入による第1の不純物領域(31)とつながる状態となるように第1の不純物領域(31)の上に埋設する工程と、 A second ion implantation is performed on the drift layer (2) using another mask (42), and the first impurity region (31) is formed in the drift layer (2) below the mask opening (43). On the first impurity region (31), the second impurity region (32) of the second conductivity type higher than the impurity concentration is connected to the first impurity region (31) by the first ion implantation. Burying process,
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。The manufacturing method of the silicon carbide semiconductor device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001259995A JP3994703B2 (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001259995A JP3994703B2 (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003069040A JP2003069040A (en) | 2003-03-07 |
JP3994703B2 true JP3994703B2 (en) | 2007-10-24 |
Family
ID=19087263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001259995A Expired - Fee Related JP3994703B2 (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3994703B2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10317383B4 (en) * | 2003-04-15 | 2008-10-16 | Infineon Technologies Ag | Junction Field Effect Transistor (JFET) with compensation region and field plate |
JP5196980B2 (en) * | 2007-12-10 | 2013-05-15 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
JP4577355B2 (en) * | 2007-12-26 | 2010-11-10 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP5271022B2 (en) * | 2008-10-01 | 2013-08-21 | 株式会社豊田中央研究所 | Semiconductor device |
JP5880311B2 (en) * | 2012-06-26 | 2016-03-09 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide semiconductor device |
DE102015202121B4 (en) | 2015-02-06 | 2017-09-14 | Infineon Technologies Ag | SiC based super-barrier semiconductor devices and methods of making them |
US9735237B2 (en) * | 2015-06-26 | 2017-08-15 | General Electric Company | Active area designs for silicon carbide super-junction power devices |
US10756188B2 (en) * | 2016-04-14 | 2020-08-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing the same |
SE541571C2 (en) * | 2017-09-15 | 2019-11-05 | Ascatron Ab | A double grid structure |
CN114335146B (en) * | 2021-12-31 | 2024-04-26 | 清纯半导体(宁波)有限公司 | Semiconductor structure and preparation method thereof |
CN118825085B (en) * | 2024-09-11 | 2025-02-11 | 山东大学 | A silicon carbide trench junction barrier Schottky diode and preparation method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4447065B2 (en) * | 1999-01-11 | 2010-04-07 | 富士電機システムズ株式会社 | Superjunction semiconductor device manufacturing method |
JP4450122B2 (en) * | 1999-11-17 | 2010-04-14 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor device |
JP4483001B2 (en) * | 2000-02-17 | 2010-06-16 | 富士電機システムズ株式会社 | Semiconductor element |
-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259995A patent/JP3994703B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003069040A (en) | 2003-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6770539B2 (en) | Vertical type MOSFET and manufacturing method thereof | |
US10374079B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same | |
US6551865B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method of fabricating the same | |
JP4450122B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device | |
US6262439B1 (en) | Silicon carbide semiconductor device | |
EP0923137A2 (en) | Trenched field effect transistor and method of its manufacture | |
US7569900B2 (en) | Silicon carbide high breakdown voltage semiconductor device | |
JP4972855B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2008016518A (en) | Semiconductor device and manufacturing method | |
JP2018110164A (en) | Semiconductor device | |
KR20060048998A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20250015138A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP3994703B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20210043765A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method of same | |
JP2020191409A (en) | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2012094920A (en) | Semiconductor device | |
KR100731141B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2015023115A (en) | Fet incorporating schottky diode | |
JP4764003B2 (en) | Semiconductor device | |
CN114072922B (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2006140250A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2005197287A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
CN115732558A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2023173420A (en) | silicon carbide semiconductor device | |
JP7443853B2 (en) | silicon carbide semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050905 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070604 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3994703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |