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JP2019165165A - Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2019165165A JP2018053157A JP2018053157A JP2019165165A JP 2019165165 A JP2019165165 A JP 2019165165A JP 2018053157 A JP2018053157 A JP 2018053157A JP 2018053157 A JP2018053157 A JP 2018053157A JP 2019165165 A JP2019165165 A JP 2019165165A
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Abstract

【課題】低オン抵抗値と低飽和電流を両立しつつ、ディープ層とトレンチゲート構造とが重ならない構造のSiC半導体装置を提供する。【解決手段】JFET部2aのうちn+型基板1側の部分よりもp型ベース領域6側の部分の方の幅を広げる。また、JFET部2aの側面をテーパ状とし、JFET部2aのうちのn+型基板1側の部分の幅を狭くすることで、ドレイン電圧Vdが通常作動時の電圧よりも高くなったときにJFET部2aが即座にピンチオフされるようにする【選択図】図1Provided is a SiC semiconductor device having a structure in which a deep layer and a trench gate structure do not overlap while achieving a low on-resistance value and a low saturation current. A width of a part of a JFET part on a side of a p-type base region is wider than a part of the part on a side of an n + type substrate. Further, by making the side surface of the JFET portion 2a tapered and narrowing the width of the portion of the JFET portion 2a on the side of the n + type substrate 1, when the drain voltage Vd becomes higher than the voltage during normal operation, The part 2a is pinched off immediately.

Description

本発明は、トレンチゲート構造を有する炭化珪素(以下、SiCという)半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) semiconductor device having a trench gate structure and a method for manufacturing the same.

近年、高い電界破壊強度が得られるパワーデバイスの素材としてSiCが注目されている。SiC半導体装置は、電界破壊強度が強いため、大電流の制御を行うことができる。そのため、ハイブリットカー用のモーターの制御への活用が期待されている。   In recent years, SiC has attracted attention as a power device material that can provide high electric field breakdown strength. Since the SiC semiconductor device has a high electric field breakdown strength, a large current can be controlled. Therefore, it is expected to be utilized for controlling a hybrid car motor.

SiC半導体装置において、より大電流を流すには、チャネル密度を高くすることが有効であり、チャネル密度を高くできる構造として、トレンチゲート構造を有するSiC半導体装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In a SiC semiconductor device, it is effective to increase the channel density in order to flow a larger current, and a SiC semiconductor device having a trench gate structure has been proposed as a structure capable of increasing the channel density (for example, Patent Documents). 1).

このようなSiC半導体装置において、オン抵抗値の低減はスイッチング損失の低減などを図るために必要であるが、負荷短絡時に半導体素子に流れる電流値は、半導体素子のオン抵抗値に反比例して大きくなる。すなわち、オン抵抗値の小さい半導体素子ほど、負荷短絡時の飽和電流が大きな電流値となる。その結果、自己発熱による半導体素子の破損が発生し易くなるので、負荷短絡時におけるSiC半導体装置の耐量が低下することになる。このように、オン抵抗値の低減と負荷短絡時におけるSiC半導体装置の耐量向上はトレードオフの関係を有しているが、このトレードオフの関係の改善、つまり低オン抵抗値と低飽和電流の両立が望まれている。   In such a SiC semiconductor device, it is necessary to reduce the on-resistance value in order to reduce the switching loss. However, the value of the current flowing through the semiconductor element when the load is short-circuited increases in inverse proportion to the on-resistance value of the semiconductor element. Become. That is, the smaller the on-resistance value, the larger the saturation current when the load is short-circuited. As a result, the semiconductor element is easily damaged by self-heating, so that the tolerance of the SiC semiconductor device when the load is short-circuited is lowered. As described above, there is a trade-off relationship between the reduction of the on-resistance value and the improvement of the withstand capability of the SiC semiconductor device at the time of load short-circuit, but the improvement of this trade-off relationship, that is, the low on-resistance value and the low saturation current A balance is desired.

特開2016−66780号公報JP, 2006-66780, A

本発明者らは、トレンチゲート構造のMOSFETを有するSiC半導体装置について、低オン抵抗値と低飽和電流の両立が図れる構造について検討を行った。その結果、トレンチゲートよりも深いp型ディープ層をトレンチゲートの両側に配置し、隣り合うp型ディープ層の間にJFET部を構成すると共に、通常作動時よりもドレイン電圧が高くなった時にJFET部がピンチオフされる構造を見出した。   The inventors of the present invention have studied a structure capable of achieving both a low on-resistance value and a low saturation current for an SiC semiconductor device having a MOSFET having a trench gate structure. As a result, a p-type deep layer deeper than the trench gate is disposed on both sides of the trench gate to form a JFET portion between adjacent p-type deep layers, and when the drain voltage becomes higher than in normal operation, the JFET The structure where the part is pinched off was found.

例えば、n型基板の上にn型ドリフト層とp型ベース領域およびn型ソース領域を順に形成し、p型ベース領域およびn型ソース領域を貫通してn型ドリフト層に達するトレンチ内にゲート電極を備えたトレンチゲート構造とする。また、n型ドリフト層内においてp型ベース領域の底部からn型基板に伸びるように、トレンチゲート構造の両側にp型ディープ層を形成し、さらにp型ディープ層の少なくとも側面にn型ドリフト層よりも高濃度なn型調整層を備えた構造とする。 For example, an n type drift layer, a p type base region, and an n + type source region are sequentially formed on an n + type substrate, and penetrate the p type base region and the n + type source region to form an n type drift layer. A trench gate structure is provided with a gate electrode in the reaching trench. Further, n - so as to extend from the bottom of the p-type base region in the type drift layer on an n + -type substrate, at least the side surface of the p-type deep layer is formed, further p-type deep layer on both sides of the trench gate structure n - The structure is provided with an n-type adjustment layer having a higher concentration than the type drift layer.

このような構造においては、n型ドリフト層のうち隣り合うp型ディープ層の間に配置された部分によってJFET部が構成される。そして、通常作動時のドレイン電圧が印加されたときには、p型ディープ層からの空乏層の伸び量がn型調整層内に留まることで、JFET部およびn型調整層のうち空乏層が伸びていない部分にて電流経路が確保されて電流が流される。このため、オン抵抗の低減を図ることができる。 In such a structure, a JFET portion is constituted by a portion disposed between adjacent p-type deep layers in the n -type drift layer. When the drain voltage during normal operation is applied, the depletion layer extends from the p-type deep layer in the n-type adjustment layer, so that the depletion layer of the JFET portion and the n-type adjustment layer is extended. A current path is secured at a portion where there is no current, and a current flows. For this reason, reduction of on-resistance can be aimed at.

一方、負荷短絡時等に通常作動時よりもドレイン電圧が高くなると、p型ディープ層から伸びる空乏層がn型調整層から更にJFET部に伸び、JFET部が完全空乏化されてピンチオフされる。したがって、飽和電流を抑制することが可能となり、オン抵抗の低減との両立を図ることが可能となる。   On the other hand, when the drain voltage becomes higher than during normal operation such as when a load is short-circuited, the depletion layer extending from the p-type deep layer further extends from the n-type adjustment layer to the JFET portion, and the JFET portion is completely depleted and pinched off. Therefore, it becomes possible to suppress the saturation current and to achieve both reduction of on-resistance.

しかしながら、通常作動時よりもドレイン電圧が高くなったときにJFET部およびn型調整層がピンチオフされるように、JFET部およびn型調整層の幅や不純物濃度を規定しなければならない。このため、JFET部およびn型調整層の幅をあまり大きくすることができない。これにより、n型ドリフト層に対してp型ディープ層を形成する際とトレンチゲート構造を構成するためのトレンチを形成する際にマスクずれが発生したときに、トレンチゲート構造の側面がp型ディープ層と重なることがあることが判った。このような構造になると、トレンチゲート構造の一方の側面においてチャネルが形成できず、電流が流せなくなるため、オン抵抗の低減が図れなくなるという課題が生じる。 However, the width and impurity concentration of the JFET portion and the n-type adjustment layer must be defined so that the JFET portion and the n-type adjustment layer are pinched off when the drain voltage becomes higher than that during normal operation. For this reason, the widths of the JFET portion and the n-type adjustment layer cannot be increased too much. As a result, when a mask shift occurs when forming a p-type deep layer with respect to the n -type drift layer and when forming a trench for forming the trench gate structure, the side surface of the trench gate structure becomes a p-type. It turns out that it may overlap with the deep layer. In such a structure, a channel cannot be formed on one side surface of the trench gate structure, and current cannot flow, so that there is a problem that the on-resistance cannot be reduced.

本発明は上記点に鑑みて、低オン抵抗値と低飽和電流を両立しつつ、ディープ層とトレンチゲート構造とが重ならない構造のSiC半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a SiC semiconductor device having a structure in which a deep layer and a trench gate structure do not overlap with each other, and a method for manufacturing the same, while achieving both a low on-resistance value and a low saturation current.

上記目的を達成するため、請求項1に記載のSiC半導体装置は、SiCで構成された第1または第2導電型の基板(1)と、基板の上に形成され、基板よりも低不純物濃度とされた第1導電型のSiCからなる低濃度層(2)と、低濃度層の上に形成された第2導電型のSiCからなる第2導電型のディープ層(3)と、低濃度層上に形成され、ディープ層に挟まれて配置された第1導電型のJFET部(2a)と、JFET部とディープ層との間に配置され、JFET部よりも第1導電型不純物濃度が高濃度とされた空乏層調整層(20)と、ディープ層とJFET部および空乏層調整層の上に形成された第2導電型のベース領域(6)と、ベース領域の上に形成され、低濃度層よりも高濃度の第1導電型のSiCからなるソース領域(7)と、ソース領域およびベース領域を貫通してJFET部に達すると共に一方向を長手方向とするライン状のゲートトレンチ(9)内において、ベース領域の一部をチャネル領域として、該チャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜(10)と、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極(11)と、を有してなるトレンチゲート構造と、ゲート電極およびゲート絶縁膜を覆うと共にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜(12)と、コンタクトホールを通じて、ソース領域に電気的に接続されたソース電極(13)と、基板の裏面側に形成されたドレイン電極(14)と、を有している。そして、ゲート電極に対してゲート電圧を印加することでチャネル領域を形成すると共に、ドレイン電極に対してドレイン電圧として通常作動時の電圧を印加することで、ソース領域およびJFET部を介して、ソース電極およびドレイン電極の間に電流を流す反転型の半導体素子が構成されている。   In order to achieve the above object, a SiC semiconductor device according to claim 1 is formed on a substrate of a first or second conductivity type (1) made of SiC, and has a lower impurity concentration than the substrate. A low-concentration layer (2) made of first-conductivity-type SiC, a second-conduction-type deep layer (3) made of SiC of the second-conductivity type formed on the low-concentration layer, and a low-concentration layer The first conductivity type JFET portion (2a) formed on the layer and sandwiched between the deep layers is disposed between the JFET portion and the deep layer, and the first conductivity type impurity concentration is higher than that of the JFET portion. A depletion layer adjustment layer (20) having a high concentration, a base layer (6) of a second conductivity type formed on the deep layer, the JFET portion and the depletion layer adjustment layer, and a base region; A source region made of SiC of the first conductivity type having a higher concentration than the low concentration layer ( ) And reaches the JFET part through the source region and the base region, and in the linear gate trench (9) whose longitudinal direction is one direction, a part of the base region is defined as a channel region on the channel region. A trench gate structure having a formed gate insulating film (10) and a gate electrode (11) formed on the gate insulating film, and a contact hole is formed while covering the gate electrode and the gate insulating film. And an interlayer insulating film (12), a source electrode (13) electrically connected to the source region through a contact hole, and a drain electrode (14) formed on the back side of the substrate. Then, a channel region is formed by applying a gate voltage to the gate electrode, and a source voltage and a voltage during normal operation are applied as a drain voltage to the drain electrode, so that An inversion type semiconductor element in which a current flows between the electrode and the drain electrode is configured.

このような構成において、JFET部は、トレンチゲートと対応する位置に形成されていると共にゲートトレンチの長手方向に沿って延設され、基板側よりもトレンチゲート側において幅が広くされており、ドレイン電圧として通常作動時の電圧が印加されているときには、ディープ層から伸びる空乏層の伸び量が空乏層調整層にてストップされ、ドレイン電圧として通常作動時よりも高い電圧が印加されると、JFET部のうち基板側の位置において、空乏層によりJFET部がピンチオフさせられる。   In such a configuration, the JFET portion is formed at a position corresponding to the trench gate and extends along the longitudinal direction of the gate trench, and is wider on the trench gate side than on the substrate side. When the normal operation voltage is applied as the voltage, the depletion layer extending from the deep layer is stopped at the depletion layer adjustment layer, and when the drain voltage is higher than the normal operation, the JFET The JFET part is pinched off by the depletion layer at a position on the substrate side of the part.

このように、JFET部のうち基板側の部分よりもベース領域側の部分の方の幅を広げている。このため、ゲートトレンチを形成する際にマスクずれが発生しても、ゲートトレンチがJFET部内に位置するようにでき、ディープ層と重ならないようにできる。したがって、トレンチゲート構造の両側面において的確にチャネル領域が形成されるようにでき、オン抵抗の低減が図れなくなることを防止することができる。   Thus, the width of the portion on the base region side is wider than the portion on the substrate side in the JFET portion. For this reason, even if a mask shift occurs when forming the gate trench, the gate trench can be positioned in the JFET portion and can be prevented from overlapping the deep layer. Therefore, the channel region can be accurately formed on both side surfaces of the trench gate structure, and it is possible to prevent the on-resistance from being reduced.

また、JFET部の側面をテーパ状とし、JFET部のうちの基板側の部分の幅を狭くしているため、ドレイン電圧が通常作動時の電圧よりも高くなったときにJFET部が即座にピンチオフされるようにするようにできる。このため、低飽和電流を維持することができ、負荷短絡等によるSiC半導体装置の耐量を向上することが可能となる。   In addition, since the side surface of the JFET part is tapered and the width of the substrate side part of the JFET part is narrowed, the JFET part is immediately pinched off when the drain voltage becomes higher than the voltage during normal operation. You can make it happen. For this reason, it is possible to maintain a low saturation current and to improve the tolerance of the SiC semiconductor device due to a load short circuit or the like.

したがって、低オン抵抗値と低飽和電流を両立しつつ、ディープ層とトレンチゲート構造とが重ならない構造のSiC半導体装置とすることが可能となる。   Therefore, it is possible to provide a SiC semiconductor device having a structure in which the deep layer and the trench gate structure do not overlap while achieving both a low on-resistance value and a low saturation current.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態にかかるSiC半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the SiC semiconductor device concerning 1st Embodiment. 図1に示すSiC半導体装置の通常作動時の様子を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the mode at the time of normal operation | movement of the SiC semiconductor device shown in FIG. 図1に示すSiC半導体装置の負荷短絡時の様子を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the mode at the time of the load short circuit of the SiC semiconductor device shown in FIG. マスクずれが発生した場合のSiC半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of a SiC semiconductor device when mask shift | offset | difference generate | occur | produced. 図1に示すSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device shown in FIG. 1 during a manufacturing process. 図4Aに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4A. 図4Bに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4B. 図4Cに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 4D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4C; 図4Dに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 4D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4D. 図4Eに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 4D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4E; 第2実施形態にかかるSiC半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the SiC semiconductor device concerning 2nd Embodiment. 図5に示すSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device shown in FIG. 5 during the manufacturing process. 図6Aに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6B is a cross sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6A; 図6Bに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6B is a sectional view of the SiC semiconductor device during the manufacturing process following FIG. 6B. 図6Cに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6C; 図6Dに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6D. 図6Eに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6E is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6E. 図6Fに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6D is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6F. 図6Gに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 6G is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 6G. 第3実施形態にかかるSiC半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the SiC semiconductor device concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態にかかるSiC半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the SiC semiconductor device concerning 4th Embodiment. 図8に示すSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device shown in FIG. 8 during manufacturing process. 図9Aに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 9B is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 9A; 図9Bに続くSiC半導体装置の製造工程中の断面図である。FIG. 9B is a cross-sectional view of the SiC semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 9B;

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。本実施形態にかかるSiC半導体装置は、図1に示すように、半導体素子として縦型MOSFETが形成されたものである。縦型MOSFETは、SiC半導体装置のうちのセル領域に形成されており、そのセル領域を囲むように外周耐圧構造が形成されることでSiC半導体装置が構成されているが、ここでは縦型MOSFETのみ図示してある。なお、以下の説明では、図1の左右方向を幅方向とし、上下方向を厚み方向もしくは深さ方向として説明を行う。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the SiC semiconductor device according to the present embodiment has a vertical MOSFET formed as a semiconductor element. The vertical MOSFET is formed in the cell region of the SiC semiconductor device, and the SiC semiconductor device is configured by forming the outer peripheral breakdown voltage structure so as to surround the cell region. Only shown. In the following description, the horizontal direction in FIG. 1 is the width direction, and the vertical direction is the thickness direction or depth direction.

SiC半導体装置は、半導体基板としてSiCからなるn型基板1が用いて形成されている。n型基板1は、所定のオフ角を有するオフ基板で構成されている。例えば、n型基板1は、主表面の面方位が(0001)Si面とされ、<11−20>方向がオフ方向とされる。なお、オフ方向とは、「成長面の法線ベクトルを(0001)面に投影したベクトルに平行な方向」のことを言う。n型基板1のn型不純物濃度については濃いほど良いが、例えば1×1018〜3×1019/cmとされ、ここではリン濃度を5×1018/cmとしている。また、n型基板1の厚みについては、例えば10〜500μmとされ、ここでは100μmとしている。 The SiC semiconductor device is formed using an n + type substrate 1 made of SiC as a semiconductor substrate. The n + type substrate 1 is composed of an off substrate having a predetermined off angle. For example, in the n + type substrate 1, the plane orientation of the main surface is the (0001) Si plane, and the <11-20> direction is the off direction. The off direction means “a direction parallel to a vector obtained by projecting the normal vector of the growth surface onto the (0001) plane”. The n-type impurity concentration of the n + -type substrate 1 is preferably as high as possible. However, the concentration is, for example, 1 × 10 18 to 3 × 10 19 / cm 3, and the phosphorus concentration is 5 × 10 18 / cm 3 here. The thickness of the n + type substrate 1 is, for example, 10 to 500 μm, and is 100 μm here.

型基板1の主表面上にSiCからなるn型低濃度層2が形成されている。n型低濃度層2は、n型基板1から離れた位置において幅狭とされたJFET部2aと連結されている。なお、本明細書では、便宜上、n型低濃度層2およびJFET部2aという別々の構成として説明しているが、これら各n型層はドリフト層として機能する部分となる。JFET部2aは、n型低濃度層2と同じ不純物濃度で構成されていても良いし、異なる不純物濃度で構成されていても良い。 An n type low concentration layer 2 made of SiC is formed on the main surface of n + type substrate 1. The n type low concentration layer 2 is connected to a JFET portion 2 a having a narrow width at a position away from the n + type substrate 1. In this specification, the n - type low-concentration layer 2 and the JFET portion 2a are described as separate structures for convenience, but each of these n-type layers serves as a drift layer. The JFET portion 2a may be configured with the same impurity concentration as the n type low concentration layer 2 or may be configured with a different impurity concentration.

型低濃度層2のn型不純物濃度については、例えば5×1015〜2×1016/cm、ここではリン濃度を8.0×1015/cmとしている。n型低濃度層2の厚みについては、例えば6〜15μm、ここでは12μmで構成している。また、JFET部2aのn型不純物濃度については、ここではn型低濃度層2と同じにしている。JFET部2aの厚みについては、例えば1.0〜5.0μmとされ、ここでは2.0μmとしている。 The n-type impurity concentration of the n -type low concentration layer 2 is, for example, 5 × 10 15 to 2 × 10 16 / cm 3 , and here the phosphorus concentration is 8.0 × 10 15 / cm 3 . The thickness of the n -type low concentration layer 2 is, for example, 6 to 15 μm, here 12 μm. Further, the n-type impurity concentration of the JFET portion 2a is the same as that of the n -type low concentration layer 2 here. The thickness of the JFET portion 2a is, for example, 1.0 to 5.0 μm, and is 2.0 μm here.

また、JFET部2aは、後述するトレンチゲート構造の長手方向に沿って延設された短冊状とされ、JFET部2aの側面がテーパ状とされることで断面形状が台形とされている。具体的には、JFET部2aの幅が、n型基板1の厚み方向において変化しており、n型基板1側においてその反対側と比較して幅が狭くなるようにJFET部2aの側面がテーパ状とされている。 Further, the JFET portion 2a has a strip shape extending along the longitudinal direction of a trench gate structure to be described later, and the side surface of the JFET portion 2a is tapered to have a trapezoidal cross-sectional shape. Specifically, the width of the JFET portion 2a, n + is changing in the thickness direction of the mold substrate 1, the JFET portion 2a so that the width in comparison with the opposite side in the n + -type substrate 1 side is narrower The side surface is tapered.

JFET部2aの幅のうち、n型基板1側の幅については、後述するように、ピンチオフ条件や飽和電流の抑制を考慮して設定される。さらに、JFET部2aを埋込成長によって形成する場合には埋め込み性、p型ディープ層3を埋込成長によって形成する場合には埋め込み前にJFET部2aが倒れることなく立つように、JFET部2aの幅のうち、n型基板1側の幅を設定している。JFET部2aのうちn型基板1と反対側の幅については、後述するトレンチゲート構造の幅よりも大きくされ、かつ、n型ソース領域7とp型コンタクト領域8との境界位置よりもJFET部2aの端部がトレンチゲート構造側に位置するよう設定される。本実施形態では、1セル分の幅を例えば2.0μmとしている。この場合、JFET部2aのうちn型基板1側の幅は例えば0.3〜0.7μmとされ、ここでは0.4μmとしている。また、JFET部2aのうちn型基板1と反対側の幅は例えば0.6〜1.6μmとされ、ここでは例えば0.6μmとしている。 Among the widths of the JFET portion 2a, the width on the n + type substrate 1 side is set in consideration of pinch-off conditions and saturation current suppression, as will be described later. Further, when the JFET portion 2a is formed by buried growth, the JFET portion 2a is embedded, and when the p-type deep layer 3 is formed by buried growth, the JFET portion 2a stands without falling down before filling. The width on the n + type substrate 1 side is set. The width of the JFET portion 2a opposite to the n + type substrate 1 is made larger than the width of a trench gate structure described later, and from the boundary position between the n + type source region 7 and the p + type contact region 8 Is also set so that the end of the JFET portion 2a is located on the trench gate structure side. In the present embodiment, the width of one cell is set to 2.0 μm, for example. In this case, the width on the n + -type substrate 1 side in the JFET portion 2a is, for example, 0.3 to 0.7 μm, and is 0.4 μm here. Further, the width of the JFET portion 2a opposite to the n + -type substrate 1 is set to 0.6 to 1.6 μm, for example, and is set to 0.6 μm, for example.

JFET部2aの両側には、SiCからなるp型ディープ層3が形成されており、JFET部2aとp型ディープ層3との間には高濃度n型層20が形成されている。p型ディープ層3は、概ねJFET部2aと同じ厚みで構成される。また、p型ディープ層3のp型不純物濃度は、例えば1×1017〜2×1018/cmとされ、ここではアルミニウム濃度を5.0×1017/cmとしている。また、p型ディープ層3については、JFET部2aと逆の関係、すなわちn型基板1側においてその反対側と比較して幅が広くなるように、p型ディープ層3の側面がテーパ状とされていて断面形状が台形とされている。ここでは1セル分の幅を2.0μmとして、p型ディープ層3のうちn型基板1側の幅を1.5μm、n型基板1と反対側の幅を1.3μmとしている。なお、図1では、p型ディープ層3が左右半分ずつしか描かれていないが、隣り合うセルにおいてp型ディープ層3が繋がることで断面形状が台形になる。 A p-type deep layer 3 made of SiC is formed on both sides of the JFET portion 2a, and a high-concentration n-type layer 20 is formed between the JFET portion 2a and the p-type deep layer 3. The p-type deep layer 3 is configured with substantially the same thickness as the JFET portion 2a. The p-type impurity concentration of the p-type deep layer 3 is, for example, 1 × 10 17 to 2 × 10 18 / cm 3, and the aluminum concentration is set to 5.0 × 10 17 / cm 3 here. Also, the p-type deep layer 3, JFET portion 2a inversely related, i.e. such that the width in comparison with the opposite side is wider in n + -type substrate 1 side, the side surface of the p-type deep layer 3 is tapered The cross-sectional shape is a trapezoid. Here, the width of one cell is set to 2.0 μm, the width on the n + type substrate 1 side of the p-type deep layer 3 is 1.5 μm, and the width on the opposite side to the n + type substrate 1 is 1.3 μm. In FIG. 1, the p-type deep layer 3 is depicted only on the left and right halves, but the cross-sectional shape becomes trapezoidal by connecting the p-type deep layers 3 in adjacent cells.

高濃度n型層20は、少なくともJFET部2aとp型ディープ層3との間に形成されるものであり、本実施形態では、p型ディープ層3のうちの底面側つまりn型低濃度層2との境界位置にも形成されている。この高濃度n型層20は、空乏層調整層として機能するものであり、JFET部2aよりもn型不純物濃度が高くされている。高濃度n型層20のn型不純物濃度や幅については、通常作動時におけるp型ディープ層3からの空乏層の伸び量に基づいて決められる。高濃度n型層20のn型不純物濃度については、例えば3×1017〜1×1019/cmとされ、ここではリン濃度を1.0×1018/cmとしている。また高濃度n型層20の厚みについては、例えば0.03〜0.2μmとされ、ここでは0.05μmとしている。 The high concentration n-type layer 20 is formed at least between the JFET portion 2a and the p-type deep layer 3, and in this embodiment, the bottom side of the p-type deep layer 3, that is, the n -type low concentration. It is also formed at the boundary position with the layer 2. The high-concentration n-type layer 20 functions as a depletion layer adjustment layer, and has an n-type impurity concentration higher than that of the JFET portion 2a. The n-type impurity concentration and width of the high-concentration n-type layer 20 are determined based on the amount of depletion layer extension from the p-type deep layer 3 during normal operation. The n-type impurity concentration of the high-concentration n-type layer 20 is, for example, 3 × 10 17 to 1 × 10 19 / cm 3, and here the phosphorus concentration is 1.0 × 10 18 / cm 3 . The thickness of the high-concentration n-type layer 20 is set to 0.03 to 0.2 μm, for example, and is 0.05 μm here.

また、JFET部2aや高濃度n型層20およびp型ディープ層3の上には、SiCからなるp型ベース領域6が形成されている。さらにp型ベース領域6の上には、SiCからなるn型ソース領域7およびp型コンタクト領域8が形成されている。n型ソース領域7は、p型ベース領域6のうちJFET部2aと対応する部分の上に形成されている。p型コンタクト領域8は、p型ベース領域6を後述するソース電極13に電気的に接続するための領域であり、p型ベース領域6のうちp型ディープ層3と対応する部分の上に形成されている。 A p-type base region 6 made of SiC is formed on the JFET portion 2a, the high-concentration n-type layer 20, and the p-type deep layer 3. Furthermore, an n + type source region 7 and a p + type contact region 8 made of SiC are formed on the p type base region 6. The n + type source region 7 is formed on the portion of the p type base region 6 corresponding to the JFET portion 2a. The p + -type contact region 8 is a region for electrically connecting the p-type base region 6 to a source electrode 13 to be described later. On the portion corresponding to the p-type deep layer 3 in the p-type base region 6. Is formed.

p型ベース領域6は、p型ディープ層3よりも厚みが薄く、かつ、p型不純物濃度が低くされている。p型ベース領域6のp型不純物濃度については、例えば5×1016〜4×1017/cmされ、ここではアルミニウム濃度を2.0×1017/cmとしている。p型ベース領域6の厚みについては、例えば0.3〜1.5μmとされ、ここでは0.8μmとされている。 The p-type base region 6 is thinner than the p-type deep layer 3 and has a low p-type impurity concentration. The p-type impurity concentration of the p-type base region 6 is, for example, 5 × 10 16 to 4 × 10 17 / cm 3 , and here the aluminum concentration is 2.0 × 10 17 / cm 3 . The thickness of the p-type base region 6 is, for example, 0.3 to 1.5 μm, and is 0.8 μm here.

型ソース領域7は、n型不純物濃度がJFET部2aよりも高濃度とされている。n型ソース領域7のn型不純物濃度については、例えば5×1018〜3×1020/cmとされ、ここではアルミニウム濃度を1.0×1020/cmとしている。n型ソース領域7の厚みについては、例えば0.2〜0.6μmとされ、ここでは0.4μmとしている。 The n + type source region 7 has an n type impurity concentration higher than that of the JFET portion 2a. The n type impurity concentration of the n + type source region 7 is, for example, 5 × 10 18 to 3 × 10 20 / cm 3, and the aluminum concentration is 1.0 × 10 20 / cm 3 here. The thickness of the n + -type source region 7 is, for example, 0.2 to 0.6 μm, and is 0.4 μm here.

型コンタクト領域8は、p型不純物濃度がp型ベース領域6よりも高濃度とされている。p型コンタクト領域8のp型不純物濃度については、例えば5×1018〜3×1020/cmとされ、ここではアルミニウム濃度を1.0×1020/cmとしている。p型コンタクト領域8の厚みについては、例えば0.2〜0.7μmとされ、ここでは0.4μmとしている。 The p + type contact region 8 has a higher p type impurity concentration than the p type base region 6. The p-type impurity concentration of the p + -type contact region 8 is, for example, 5 × 10 18 to 3 × 10 20 / cm 3, and here, the aluminum concentration is 1.0 × 10 20 / cm 3 . The thickness of the p + -type contact region 8 is, for example, 0.2 to 0.7 μm, and is 0.4 μm here.

また、p型ベース領域6およびn型ソース領域7を貫通してJFET部2aに達するように、例えば幅が0.4〜1.2μm、深さが0.7〜3.0μmのゲートトレンチ9が形成されている。ここでは、ゲートトレンチ9の幅を0.4μmとしており、深さを2.0μmとしている。このゲートトレンチ9の側面と接するように上述したp型ベース領域6およびn型ソース領域7が配置されている。 Further, a gate trench having, for example, a width of 0.4 to 1.2 μm and a depth of 0.7 to 3.0 μm so as to penetrate the p-type base region 6 and the n + -type source region 7 and reach the JFET portion 2a. 9 is formed. Here, the width of the gate trench 9 is 0.4 μm and the depth is 2.0 μm. The p-type base region 6 and the n + -type source region 7 are arranged so as to be in contact with the side surface of the gate trench 9.

ゲートトレンチ9の幅については任意であるが、下限値については、異方性エッチングの実現性と後述するゲート電極11の埋め込み性などを考慮して設定してあり、上限値については電流効率とJFET部2aの幅およびマスクずれを考慮して設定してある。   The width of the gate trench 9 is arbitrary, but the lower limit value is set in consideration of the feasibility of anisotropic etching and the embedding property of the gate electrode 11 to be described later. The width is set in consideration of the width of the JFET portion 2a and mask displacement.

ゲートトレンチ9を形成する際に見込まれるマスクずれの最大値については装置毎に決まっているが、例えば目標位置を中心として幅方向に最大0.1μmの範囲でずれることが見込まれる。このため、最もp型ベース領域6側におけるJFET部2aおよびその両側に配置された高濃度n型層20を合わせた幅の方がゲートトレンチ9の幅よりも0.1×2μm以上大きくなるようにしてある。例えば、上記したようにJFET部2aのうちn型基板1と反対側の幅が0.6μm、高濃度n型層20の幅が0.05μmとされる場合、p型ベース領域6側におけるJFET部2aおよびその両側に配置された高濃度n型層20を合わせた幅が0.7μmとなる。この場合、ゲートトレンチ9の幅を0.7μmよりも0.2μm以上小さくなるようにしており、上記したように例えば0.4μmとしている。 Although the maximum value of the mask displacement expected when forming the gate trench 9 is determined for each apparatus, for example, it is expected to shift within a maximum range of 0.1 μm in the width direction with the target position as the center. For this reason, the combined width of the JFET portion 2a closest to the p-type base region 6 and the high-concentration n-type layer 20 disposed on both sides thereof is larger than the width of the gate trench 9 by 0.1 × 2 μm or more. It is. For example, as described above, when the width of the JFET portion 2a opposite to the n + -type substrate 1 is 0.6 μm and the width of the high-concentration n-type layer 20 is 0.05 μm, the p-type base region 6 side The combined width of the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20 disposed on both sides thereof is 0.7 μm. In this case, the width of the gate trench 9 is set to be 0.2 μm or more smaller than 0.7 μm, and as described above, for example, 0.4 μm.

ゲートトレンチ9は、図1の紙面左右方向を幅方向、紙面法線方向を長手方向、紙面上下方向を深さ方向とするライン状のレイアウトで形成されている。また、図1には1本しか示していないが、ゲートトレンチ9は、複数本が紙面左右方向に等間隔に配置され、それぞれp型ディープ層3の間に挟まれるように配置されていてストライプ状とされている。例えば、ゲートトレンチ9のピッチとなるセルピッチ、つまり隣り合うゲートトレンチ9の配置間隔の半分となるハーフセルピッチは、例えば2.0μmとされている。   The gate trench 9 is formed in a line layout in which the horizontal direction in FIG. 1 is the width direction, the normal direction is the longitudinal direction, and the vertical direction is the depth direction. Although only one gate trench 9 is shown in FIG. 1, a plurality of gate trenches 9 are arranged at equal intervals in the left-right direction on the page, and are arranged so as to be sandwiched between the p-type deep layers 3, respectively. It is made into a shape. For example, the cell pitch that is the pitch of the gate trench 9, that is, the half cell pitch that is half of the arrangement interval of the adjacent gate trenches 9 is, for example, 2.0 μm.

また、p型ベース領域6のうちゲートトレンチ9の側面に位置している部分を、縦型MOSFETの作動時にn型ソース領域7とJFET部2aとの間を繋ぐチャネル領域として、チャネル領域を含むゲートトレンチ9の内壁面にゲート絶縁膜10が形成されている。ゲート絶縁膜10は酸化膜などによって構成され、例えば75nmとされている。そして、ゲート絶縁膜10の表面にはドープドPoly−Siにて構成されたゲート電極11が形成されており、これらゲート絶縁膜10およびゲート電極11によってゲートトレンチ9内が埋め尽くされている。 Further, a portion of the p-type base region 6 located on the side surface of the gate trench 9 is defined as a channel region that connects the n + -type source region 7 and the JFET portion 2a when the vertical MOSFET is operated. A gate insulating film 10 is formed on the inner wall surface of the included gate trench 9. The gate insulating film 10 is composed of an oxide film or the like, and has a thickness of, for example, 75 nm. A gate electrode 11 made of doped Poly-Si is formed on the surface of the gate insulating film 10, and the gate trench 9 is completely filled with the gate insulating film 10 and the gate electrode 11.

また、n型ソース領域7およびp型コンタクト領域8の表面には、層間絶縁膜12を介してソース電極13などが形成されおり、図示しないが、ゲート電極11の表面には、ゲート配線層が形成されている。ソース電極13やゲート配線層は、複数の金属、例えばNi/Al等にて構成されている。そして、複数の金属のうち少なくともn型SiC、具体的にはn型ソース領域7やn型ドープの場合のゲート電極11と接触する部分はn型SiCとオーミック接触可能な金属で構成されている。また、複数の金属のうち少なくともp型SiC、具体的にはp型コンタクト領域8と接触する部分はp型SiCとオーミック接触可能な金属で構成されている。なお、ソース電極13は、層間絶縁膜12上に形成されることで電気的に絶縁されている。そして、層間絶縁膜12に形成されたコンタクトホールを通じて、ソース電極13はn型ソース領域7およびp型コンタクト領域8と電気的に接触させられている。 A source electrode 13 and the like are formed on the surfaces of the n + -type source region 7 and the p + -type contact region 8 with an interlayer insulating film 12 interposed therebetween. Although not shown, a gate wiring is formed on the surface of the gate electrode 11. A layer is formed. The source electrode 13 and the gate wiring layer are composed of a plurality of metals such as Ni / Al. Of the plurality of metals, at least the n-type SiC, specifically, the n + -type source region 7 or the portion in contact with the gate electrode 11 in the case of n-type doping is made of a metal capable of ohmic contact with the n-type SiC. Yes. In addition, at least a portion of the plurality of metals that contacts the p-type SiC, specifically, the p + -type contact region 8 is made of a metal that can make ohmic contact with the p-type SiC. The source electrode 13 is electrically insulated by being formed on the interlayer insulating film 12. The source electrode 13 is in electrical contact with the n + type source region 7 and the p + type contact region 8 through a contact hole formed in the interlayer insulating film 12.

さらに、n型基板1の裏面側にはn型基板1と電気的に接続されたドレイン電極14が形成されている。このような構造により、nチャネルタイプの反転型のトレンチゲート構造の縦型MOSFETが構成されている。このような縦型MOSFETが複数セル配置されることでセル領域が構成されている。そして、このような縦型MOSFETが形成されたセル領域を囲むように図示しないガードリングなどによる外周耐圧構造が構成されることでSiC半導体装置が構成されている。 Further, on the back side of the n + -type substrate 1 n + -type substrate 1 and electrically connected to the drain electrode 14 are formed. With such a structure, an n-channel type inverted MOSFET having a trench gate structure is formed. A cell region is configured by arranging a plurality of such vertical MOSFETs. An SiC semiconductor device is configured by forming an outer peripheral breakdown voltage structure such as a guard ring (not shown) so as to surround a cell region where such a vertical MOSFET is formed.

このように構成される縦型MOSFETを有するSiC半導体装置は、以下のように動作する。   The SiC semiconductor device having the vertical MOSFET configured as described above operates as follows.

まず、ゲート電極11にゲート電圧Vgを印加する前の状態では、p型ベース領域6にチャネル領域が形成されない。したがって、ドレイン電極14に通常作動時に印加される正の電圧、例えば2Vを印加したとしても、p型ベース領域6内に到達することはできず、ソース電極13とドレイン電極14との間に電流が流れない。このため、本実施形態のSiC半導体装置は、ゲート電圧Vgを印加していないときには、ドレイン−ソース間に電流が流れないノーマリオフ型の半導体素子となる。   First, a channel region is not formed in the p-type base region 6 in a state before the gate voltage Vg is applied to the gate electrode 11. Therefore, even if a positive voltage applied during normal operation, for example, 2 V, is applied to the drain electrode 14, it cannot reach the p-type base region 6, and a current flows between the source electrode 13 and the drain electrode 14. Does not flow. For this reason, the SiC semiconductor device of the present embodiment is a normally-off type semiconductor element in which no current flows between the drain and source when the gate voltage Vg is not applied.

また、オフ時に、ゲート電圧Vgが0V、ソース電圧Vsが0Vの際に、通常作動時よりも高いドレイン電圧Vd、例えば1200Vが印加されると、p型ベース領域6およびp型ディープ層3とn型低濃度層2およびJFET部2aとの間より空乏層が伸びる。また、p型ベース領域6のp型不純物濃度を2.0×1017/cmと高濃度にしているため、空乏層はほとんどJFET部2a側に伸び、p型ベース領域6がパンチスルーすることは無い。このため、このときには縦型MOSFETに電流は流れない。 Further, when the gate voltage Vg is 0 V and the source voltage Vs is 0 V when the drain voltage Vd, for example, 1200 V, which is higher than that in the normal operation is applied, the p-type base region 6 and the p-type deep layer 3 A depletion layer extends from between the n type low concentration layer 2 and the JFET portion 2a. Since the p-type impurity concentration of the p-type base region 6 is as high as 2.0 × 10 17 / cm 3 , the depletion layer almost extends to the JFET portion 2a side, and the p-type base region 6 punches through. There is nothing. For this reason, no current flows through the vertical MOSFET at this time.

また、隣り合うp型ディープ層3は空乏層で繋がるので、トレンチゲート構造にはほとんど電界が掛からない。この場合、最大でも電界強度が1MV/cm未満となる。このため、トレンチゲート構造が破壊されないだけでなく、ゲート寿命において高い信頼性を得ることが可能となっている。   Further, since adjacent p-type deep layers 3 are connected by a depletion layer, an electric field is hardly applied to the trench gate structure. In this case, the electric field strength is less than 1 MV / cm at the maximum. For this reason, not only the trench gate structure is not destroyed, but also high reliability in the gate life can be obtained.

次に、ソース電圧Vsを0V、ドレイン電圧Vdを例えば1〜2Vとした状態で、ゲート電極11に対して例えば20Vのゲート電圧Vgを印加すると、縦型MOSFETがオンさせられる。すなわち、ゲート電圧が印加されることによってゲートトレンチ9に接する部分のp型ベース領域6にチャネル領域が形成されるため、縦型MOSFETは、ドレイン−ソース間に電流を流すという動作を行う。   Next, when a gate voltage Vg of 20 V, for example, is applied to the gate electrode 11 in a state where the source voltage Vs is 0 V and the drain voltage Vd is 1-2 V, for example, the vertical MOSFET is turned on. That is, since the channel region is formed in the p-type base region 6 in contact with the gate trench 9 when the gate voltage is applied, the vertical MOSFET performs an operation of passing a current between the drain and the source.

より詳しくは、ソース電極13からn型ソース領域7を通じて注入された電子はチャネル領域を通ってトレンチゲート構造の底部、つまりJFET部2aや高濃度n型層20に至る。このとき、ドレイン電圧Vdが2Vであり、さらに、JFET部2aとp型ディープ層3との間に高濃度n型層20を配置していることから、この高濃度n型層20が空乏層調整層として機能することで、次の作動を行うことになる。 More specifically, electrons injected from the source electrode 13 through the n + -type source region 7 pass through the channel region to the bottom of the trench gate structure, that is, the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20. At this time, the drain voltage Vd is 2 V, and since the high-concentration n-type layer 20 is disposed between the JFET portion 2a and the p-type deep layer 3, the high-concentration n-type layer 20 is a depletion layer. By functioning as an adjustment layer, the following operation is performed.

具体的には、図2Aの一点鎖線で示すように、ドレイン電圧Vdが例えば2Vのように通常作動時に印加される電圧である場合には、p型ディープ層3側から高濃度n型層20へ伸びる空乏層は、高濃度n型層20の厚みよりも小さい幅しか伸びない。つまり、高濃度n型層20が空乏層の伸びをストップする層として機能する。このため、JFET部2a内への空乏層の伸びが抑制され、JFET部2a内の電流経路が狭くなること無く、電流を流すことが可能となる。したがって、低オン抵抗を図ることが可能となる。   Specifically, as shown by a one-dot chain line in FIG. 2A, when the drain voltage Vd is a voltage applied during normal operation, for example, 2 V, the high-concentration n-type layer 20 from the p-type deep layer 3 side is used. The depletion layer that extends to only extends a width smaller than the thickness of the high concentration n-type layer 20. That is, the high-concentration n-type layer 20 functions as a layer that stops the extension of the depletion layer. For this reason, the extension of the depletion layer into the JFET portion 2a is suppressed, and the current can flow without narrowing the current path in the JFET portion 2a. Therefore, a low on-resistance can be achieved.

さらに、高濃度n型層20のうち空乏層が伸びていない部分についても電流経路として機能する。そして、高濃度n型層20がJFET部2aよりもn型不純物濃度が高濃度になっており、低抵抗となっていることから、高濃度n型層20が電流経路として機能することで、JFET部2aのみが電流経路となる場合よりも更に低オン抵抗とすることが可能となる。   Further, a portion of the high-concentration n-type layer 20 where the depletion layer does not extend also functions as a current path. Since the high-concentration n-type layer 20 has an n-type impurity concentration higher than that of the JFET portion 2a and has a low resistance, the high-concentration n-type layer 20 functions as a current path. The on-resistance can be further reduced as compared with the case where only the JFET portion 2a becomes a current path.

ここで、負荷短絡等が発生すると、ドレイン電圧Vdが例えば750Vに上昇するなど、通常作動時の電圧よりも高くなる。このとき、ゲート電圧Vgとして20Vが印加されているため、チャネル領域が形成された状態となっている。そのため、ソース電極13から注入された電子は、n型ソース領域7およびチャネル領域を通ってトレンチゲート構造の底部に達する。 Here, when a load short circuit or the like occurs, the drain voltage Vd increases to, for example, 750 V, and becomes higher than the voltage during normal operation. At this time, since 20 V is applied as the gate voltage Vg, a channel region is formed. Therefore, electrons injected from the source electrode 13 reach the bottom of the trench gate structure through the n + type source region 7 and the channel region.

しかしながら、ドレイン電圧Vdが通常作動時の電圧よりも高くなっているため、p型ディープ層3側から高濃度n型層20へ伸びる空乏層が高濃度n型層20の厚みよりも伸びる。これにより、図2Bの一点鎖線で示したように、n型低濃度層2に入り込むように空乏層が広がり、JFET部2a内、特にJFET部2aのうちのn型基板1側の部分が即座にピンチオフされる。このため、JFET部2aおよびn型低濃度層2で大きな抵抗が掛かることになり、トレンチゲート構造の底部に達した電子がn型基板1に辿り着き難くなる。したがって、電流が流れないようにでき、低飽和電流を維持することができて、負荷短絡等によるSiC半導体装置の耐量を向上することが可能となる。 However, since the drain voltage Vd is higher than the voltage during normal operation, the depletion layer extending from the p-type deep layer 3 side to the high-concentration n-type layer 20 extends beyond the thickness of the high-concentration n-type layer 20. Thus, as indicated by a chain line in FIG. 2B, n - -type low concentration layer to the depletion layer spreads so as to enter into 2, the JFET portion 2a, in particular the portion of the n + -type substrate 1 side of the JFET portion 2a Is pinched off immediately. For this reason, a large resistance is applied to the JFET portion 2a and the n -type low concentration layer 2, and electrons reaching the bottom of the trench gate structure do not easily reach the n + -type substrate 1. Therefore, no current flows, a low saturation current can be maintained, and the tolerance of the SiC semiconductor device due to a load short circuit or the like can be improved.

したがって、低オン抵抗値と低飽和電流を両立することができるSiC半導体装置とすることが可能となる。   Therefore, it is possible to provide a SiC semiconductor device that can achieve both a low on-resistance value and a low saturation current.

なお、高濃度n型層20の厚みおよびn型不純物濃度に基づいてドレイン電圧Vdと空乏層の幅との関係が決まる。このため、通常作動時のドレイン電圧Vdよりも少し高い電圧となったときにJFET部2aがピンチオフされるように、高濃度n型層20やJFET部2aの厚みおよびn型不純物濃度を設定している。これにより、低いドレイン電圧VdでもJFET部2aをピンチオフすることが可能となる。   Note that the relationship between the drain voltage Vd and the width of the depletion layer is determined based on the thickness of the high-concentration n-type layer 20 and the n-type impurity concentration. For this reason, the thickness and the n-type impurity concentration of the high-concentration n-type layer 20 and the JFET portion 2a are set so that the JFET portion 2a is pinched off when the voltage becomes slightly higher than the drain voltage Vd during normal operation. ing. As a result, the JFET portion 2a can be pinched off even with a low drain voltage Vd.

シミュレーションにより、本実施形態の構造の縦型MOSFETを有するSiC半導体装置について、オン抵抗や飽和電流について調べた。具体的には、図1に示すように、トレンチゲート構造とJFET部2aそれぞれの幅方向の中心位置が同一線上となる場合、つまりゲートトレンチ9を形成する際にマスクずれが無かった場合について調べた。また、図3に示すように、トレンチゲート構造とJFET部2aそれぞれの幅方向の中心位置がずれた場合、ここではゲートトレンチ9を形成する際にマスクずれが最大値になった場合についても調べた。オン抵抗については、ゲート電圧を20V、ソース電圧Vsを0V、ドレイン電圧Vdを2Vとして調べた。また、飽和電流については、ゲート電圧を20V、ソース電圧Vsを0V、ドレイン電圧Vdを750Vとして調べた。   The on-resistance and saturation current of the SiC semiconductor device having the vertical MOSFET having the structure of the present embodiment were examined by simulation. Specifically, as shown in FIG. 1, the case where the trench gate structure and the center position in the width direction of each of the JFET portions 2a are on the same line, that is, the case where there is no mask displacement when forming the gate trench 9 is investigated. It was. Further, as shown in FIG. 3, when the center position in the width direction of each of the trench gate structure and the JFET portion 2a is shifted, the case where the mask shift becomes the maximum value when forming the gate trench 9 is also examined. It was. Regarding the on-resistance, the gate voltage was 20 V, the source voltage Vs was 0 V, and the drain voltage Vd was 2 V. The saturation current was examined with a gate voltage of 20 V, a source voltage Vs of 0 V, and a drain voltage Vd of 750 V.

その結果、図1の構造の場合、オン抵抗は1.89mΩ・cmとなり、飽和電流は4593A/cmとなった。また、図3の構造の場合、オン抵抗は1.91mΩ・cmとなり、飽和電流は4383A/cmとなった。すなわち、マスクずれの有無にかかわらず、同様の低オン抵抗と低飽和電流とすることができていた。 As a result, in the structure of FIG. 1, the on-resistance was 1.89 mΩ · cm 2 and the saturation current was 4593 A / cm 2 . In the case of the structure shown in FIG. 3, the on-resistance was 1.91 mΩ · cm 2 and the saturation current was 4383 A / cm 2 . In other words, the same low on-resistance and low saturation current can be achieved regardless of the presence or absence of mask displacement.

したがって、本実施形態の構造とすることで、トレンチゲート構造を構成するためのゲートトレンチ9の形成時にマスクずれが生じたとしても、低オン抵抗値と低飽和電流を両立することができるSiC半導体装置にできる。   Therefore, by adopting the structure of this embodiment, even if a mask shift occurs when forming the gate trench 9 for forming the trench gate structure, the SiC semiconductor that can achieve both a low on-resistance value and a low saturation current. Can be a device.

なお、本実施形態の場合、高濃度n型層20をn型低濃度層2とp型ディープ層3との境界位置にも形成している。このため、p型ディープ層3からn型低濃度層2側に伸びる空乏層の伸び量も抑制され、JFET部2a側に空乏層が広がることで電流経路が狭まることが抑制されるため、よりオン抵抗の低減を図ることが可能となる。 In the present embodiment, the high-concentration n-type layer 20 is also formed at the boundary position between the n -type low-concentration layer 2 and the p-type deep layer 3. For this reason, the amount of extension of the depletion layer extending from the p-type deep layer 3 to the n -type low concentration layer 2 side is also suppressed, and the current path is suppressed from being narrowed by spreading the depletion layer to the JFET portion 2a side. It is possible to further reduce the on-resistance.

また、JFET部2aや高濃度n型層20などのn型不純物濃度や厚みの一例を示したが、これらについては一例を示したに過ぎない。例えば、JFET部2aや高濃度n型層20については、所望のピンチオフ条件を満たすようにn型不純物濃度や幅を設定すれば良い。   Further, although examples of n-type impurity concentrations and thicknesses such as the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20 are shown, these are merely examples. For example, for the JFET portion 2a and the high concentration n-type layer 20, the n-type impurity concentration and width may be set so as to satisfy a desired pinch-off condition.

例えば、JFET部2aについては、例えば半導体素子の耐圧の10%でピンチオフする条件として設計することができる。その場合、JFET部2aのn型不純物濃度をNd1、幅をW1、ピンチオフ電圧をVp1、素電荷をq1、誘電率をε1として次の数式1を満たすようにn型不純物濃度Nd1、幅W1を設計する。   For example, the JFET portion 2a can be designed as a condition for pinching off at 10% of the breakdown voltage of the semiconductor element, for example. In that case, the n-type impurity concentration Nd1 and the width W1 of the JFET portion 2a are set so that the following formula 1 is satisfied, where the n-type impurity concentration is Nd1, the width is W1, the pinch-off voltage is Vp1, the elementary charge is q1, and the dielectric constant is ε1. design.

(数1)Vp1=(q1×Nd1×W1)/2ε1<半導体素子の耐圧の10%
一方、高濃度n型層20については、例えば半導体素子の耐圧の0.1%でピンチオフしない条件として設計することができる。その場合、高濃度n型層20のn型不純物濃度をNd2、p型ディープ層3の側面上での厚みをW2、ピンチオフ電圧をVp2、素電荷をq2、誘電率をε2として次の数式2を満たすようにn型不純物濃度Nd2、厚みW2を設計する。
(Formula 1) Vp1 = (q1 × Nd1 × W1 2 ) / 2ε1 <10% of the breakdown voltage of the semiconductor element
On the other hand, the high-concentration n-type layer 20 can be designed as a condition that does not pinch off at 0.1% of the breakdown voltage of the semiconductor element, for example. In this case, the n-type impurity concentration of the high-concentration n-type layer 20 is Nd2, the thickness on the side surface of the p-type deep layer 3 is W2, the pinch-off voltage is Vp2, the elementary charge is q2, and the dielectric constant is ε2, The n-type impurity concentration Nd2 and the thickness W2 are designed so as to satisfy the above.

(数2)Vp2=(q2×Nd2×W2)/2ε2>半導体素子の耐圧の0.1%
このように、要求されるピンチオフ条件に基づいて、JFET部2aや高濃度n型層20のn型不純物濃度や幅を設定すれば良い。
(Expression 2 ) Vp2 = (q2 × Nd2 × W2 2 ) / 2ε2> 0.1% of the breakdown voltage of the semiconductor element
In this way, the n-type impurity concentration and width of the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20 may be set based on the required pinch-off conditions.

次に、本実施形態にかかるnチャネルタイプの反転型のトレンチゲート構造の縦型MOSFETを備えたSiC半導体装置の製造方法について、図4A〜図4Fに示す製造工程中の断面図を参照して説明する。   Next, a manufacturing method of the SiC semiconductor device including the vertical MOSFET having the n-channel type inversion trench gate structure according to the present embodiment will be described with reference to cross-sectional views in the manufacturing process shown in FIGS. 4A to 4F. explain.

〔図4Aに示す工程〕
まず、半導体基板として、n型基板1を用意する。そして、エピタキシャル成長により、n型基板1の主表面上にSiCからなるn型低濃度層2を形成する。本実施形態の場合、JFET部2aをn型低濃度層2と同じ不純物濃度としているため、JFET部2aを構成するためのn型のSiC層として、JFET部2aの厚み分を加えた厚みでn型低濃度層2をエピタキシャル成長させている。
[Step shown in FIG. 4A]
First, an n + type substrate 1 is prepared as a semiconductor substrate. Then, n type low concentration layer 2 made of SiC is formed on the main surface of n + type substrate 1 by epitaxial growth. In the case of the present embodiment, since the JFET portion 2a has the same impurity concentration as that of the n type low concentration layer 2, the thickness obtained by adding the thickness of the JFET portion 2a as the n type SiC layer for constituting the JFET portion 2a Thus, the n type low concentration layer 2 is epitaxially grown.

〔図4Bに示す工程〕
図示しないマスクによってJFET部2aの形成予定領域を覆いつつエッチングを行うことで、p型ディープ層3の形成予定領域が開口するトレンチ2bを形成する。このとき、例えばボッシュプロセスによってトレンチ2bを形成することができ、トレンチ2bの入口から底部に掛けて徐々にトレンチ2bの幅が広がるように、横方向エッチングが縦方向エッチングよりも優位となる条件でエッチングが行われるようにしている。
[Step shown in FIG. 4B]
Etching is performed while covering a region where the JFET portion 2a is to be formed with a mask (not shown) to form a trench 2b in which the region where the p-type deep layer 3 is to be formed is opened. At this time, for example, the trench 2b can be formed by a Bosch process, and the lateral etching is superior to the vertical etching so that the width of the trench 2b gradually increases from the entrance to the bottom of the trench 2b. Etching is performed.

〔図4Cに示す工程〕
エッチング時に使用したマスクをそのまま用いて、もしくは新たにマスクを形成して、n型不純物として例えばリンを斜めイオン注入することで、トレンチ2bの内壁面にn型不純物をドープする。斜めイオン注入については、同じ角度で継続的に行ってもよいが、n型不純物がよりトレンチ2bの奥まで届くようにしつつ、トレンチ2bの側面に確実に注入されるように、角度を変化させながら行うようにすると好ましい。これにより、n型不純物がドープされた領域に高濃度n型層20が形成されると共に、n型低濃度層2のうちトレンチ2bの間に位置している高濃度n型層20以外の部分によってJFET部2aが形成される。
[Step shown in FIG. 4C]
The mask used at the time of etching is used as it is, or a new mask is formed, and, for example, phosphorus is obliquely ion-implanted as an n-type impurity, thereby doping the inner wall surface of the trench 2b with the n-type impurity. Although the oblique ion implantation may be continuously performed at the same angle, the angle is changed so that the n-type impurity can be surely implanted into the side surface of the trench 2b while reaching the depth of the trench 2b. However, it is preferable to do so. Thereby, the high concentration n-type layer 20 is formed in the region doped with the n-type impurity, and the n -type low concentration layer 2 other than the high concentration n-type layer 20 located between the trenches 2b is formed. The JFET portion 2a is formed by the portion.

〔図4Dに示す工程〕
イオン注入時に用いたマスクをそのまま用いて、もしくは新たにマスクを形成し、JFET部2aおよび高濃度n型層20の先端を覆った状態でp型SiCをエピタキシャル成長させる。これにより、トレンチ2b内にp型SiCが選択的にエピタキシャル成長させられ、p型ディープ層3が構成される。
[Step shown in FIG. 4D]
The mask used at the time of ion implantation is used as it is or a new mask is formed, and p-type SiC is epitaxially grown in a state where the tips of the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20 are covered. Thereby, p-type SiC is selectively epitaxially grown in the trench 2b, and the p-type deep layer 3 is formed.

〔図4Eに示す工程〕
続いて、JFET部2aおよび高濃度n型層20の先端を覆っているマスクを除去し、必要に応じてCMP(chemical mechanical polishing)などを行うことでJFET部2aや高濃度n型層20およびp型ディープ層3の表面の平坦化を行う。その後、これらの表面にp型SiCをエピタキシャル成長させることでp型ベース領域6を形成する。
[Step shown in FIG. 4E]
Subsequently, the mask covering the tips of the JFET portion 2a and the high-concentration n-type layer 20 is removed, and CMP (chemical mechanical polishing) or the like is performed as necessary to perform the JFET portion 2a, the high-concentration n-type layer 20 and The surface of the p-type deep layer 3 is planarized. Thereafter, the p-type base region 6 is formed by epitaxially growing p-type SiC on these surfaces.

〔図4Fに示す工程〕
図示しないマスクを用いて、p型ベース領域6の表層部にn型不純物として例えばリンをイオン注入することでn型ソース領域7を形成すると共に、p型不純物として例えばアルミニウムをイオン注入することでp型コンタクト領域8を形成する。
[Step shown in FIG. 4F]
Using a mask (not shown), for example, phosphorus is ion-implanted as an n-type impurity into the surface layer portion of the p-type base region 6 to form an n + -type source region 7 and, for example, aluminum is ion-implanted as a p-type impurity. The p + type contact region 8 is formed by the above.

さらに、n型ソース領域7などの上に図示しないマスクを形成したのち、マスクのうちのゲートトレンチ9の形成予定領域を開口させる。そして、マスクを用いてRIE(Reactive Ion Etching)などの異方性エッチングを行うことで、ゲートトレンチ9を形成する。 Further, after forming a mask (not shown) on the n + -type source region 7 and the like, a region where the gate trench 9 is to be formed in the mask is opened. Then, by performing anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etching) using the mask, the gate trench 9 is formed.

このとき、マスクずれによって、ゲートトレンチ9の形成位置がずれることがある。例えば、JFET部2aの中心位置に対してゲートトレンチ9の中心位置が最大で0.1μmずれることが見込まれる。   At this time, the formation position of the gate trench 9 may be shifted due to mask displacement. For example, it is expected that the center position of the gate trench 9 is shifted by 0.1 μm at the maximum with respect to the center position of the JFET portion 2a.

しかしながら、JFET部2aのうちn型基板1側の部分よりもp型ベース領域6側の部分の方の幅を広げているため、ゲートトレンチ9がJFET部2a内に位置するようにでき、p型ディープ層3と重ならないようにできる。 However, since the width of the portion on the p-type base region 6 side is wider than the portion on the n + -type substrate 1 side in the JFET portion 2a, the gate trench 9 can be positioned in the JFET portion 2a. The p-type deep layer 3 can be prevented from overlapping.

その後、マスクを除去してから例えば熱酸化を行うことによって、ゲート絶縁膜10を形成し、ゲート絶縁膜10によってゲートトレンチ9の内壁面上およびn型ソース領域7の表面上を覆う。そして、p型不純物もしくはn型不純物がドープされたPoly−Siをデポジションした後、これをエッチバックし、少なくともゲートトレンチ9内にPoly−Siを残すことでゲート電極11を形成する。 Then, after removing the mask, for example, thermal oxidation is performed to form the gate insulating film 10, and the gate insulating film 10 covers the inner wall surface of the gate trench 9 and the surface of the n + -type source region 7. Then, after depositing Poly-Si doped with p-type impurities or n-type impurities, this is etched back to leave the Poly-Si at least in the gate trench 9 to form the gate electrode 11.

この後の工程については図示しないが、ゲート電極11およびゲート絶縁膜10の表面を覆うように、例えば酸化膜などによって構成される層間絶縁膜12を形成する。また、層間絶縁膜12の表面上に図示しないマスクを形成したのち、マスクのうちp型コンタクト領域8と対応する部分およびその近傍を開口させる。この後、マスクを用いて層間絶縁膜12をパターニングすることでp型コンタクト領域8およびn型ソース領域7を露出させるコンタクトホールを形成する。 Although the subsequent steps are not shown, an interlayer insulating film 12 made of, for example, an oxide film is formed so as to cover the surfaces of the gate electrode 11 and the gate insulating film 10. Further, after forming a mask (not shown) on the surface of the interlayer insulating film 12, a portion corresponding to the p + -type contact region 8 in the mask and its vicinity are opened. Thereafter, the interlayer insulating film 12 is patterned using a mask to form a contact hole exposing the p + type contact region 8 and the n + type source region 7.

さらに、層間絶縁膜12の表面上に例えば複数の金属の積層構造により構成される電極材料を形成したのち、電極材料をパターニングすることでソース電極13などを形成したのち、n型基板1の裏面側にドレイン電極14を形成する。これにより、本実施形態にかかるSiC半導体装置が完成する。 Further, after forming an electrode material composed of, for example, a stacked structure of a plurality of metals on the surface of the interlayer insulating film 12, the source electrode 13 and the like are formed by patterning the electrode material, and then the n + type substrate 1 is formed. A drain electrode 14 is formed on the back side. Thereby, the SiC semiconductor device according to the present embodiment is completed.

以上説明したように、本実施形態のSiC半導体装置では、JFET部2aのうちn型基板1側の部分よりもp型ベース領域6側の部分の方の幅を広げている。このため、ゲートトレンチ9を形成する際にマスクずれが発生しても、ゲートトレンチ9がJFET部2a内に位置するようにでき、p型ディープ層3と重ならないようにできる。したがって、トレンチゲート構造の両側面において的確にチャネル領域が形成されるようにでき、オン抵抗の低減が図れなくなることを防止することができる。 As described above, in the SiC semiconductor device of the present embodiment, the width of the portion on the p-type base region 6 side of the JFET portion 2a is wider than the portion on the n + -type substrate 1 side. For this reason, even if a mask shift occurs when forming the gate trench 9, the gate trench 9 can be positioned in the JFET portion 2 a and can be prevented from overlapping the p-type deep layer 3. Therefore, the channel region can be accurately formed on both side surfaces of the trench gate structure, and it is possible to prevent the on-resistance from being reduced.

また、JFET部2aの側面をテーパ状とし、JFET部2aのうちのn型基板1側の部分の幅を狭くしている。このため、ドレイン電圧Vdが通常作動時の電圧よりも高くなったときにJFET部2aが即座にピンチオフされるようにすることで、低飽和電流を維持することができ、負荷短絡等によるSiC半導体装置の耐量を向上することが可能となる。 Further, the side surface of the JFET portion 2a is tapered, and the width of the portion of the JFET portion 2a on the n + type substrate 1 side is narrowed. For this reason, when the drain voltage Vd becomes higher than the voltage at the time of normal operation, the JFET portion 2a is immediately pinched off, so that a low saturation current can be maintained, and a SiC semiconductor caused by a load short circuit or the like. It becomes possible to improve the tolerance of the apparatus.

したがって、低オン抵抗値と低飽和電流を両立しつつ、p型ディープ層3とトレンチゲート構造とが重ならない構造のSiC半導体装置とすることが可能となる。   Therefore, it is possible to provide a SiC semiconductor device having a structure in which the p-type deep layer 3 and the trench gate structure do not overlap while achieving both a low on-resistance value and a low saturation current.

(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して製造方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. In this embodiment, the manufacturing method is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.

本実施形態では、第1実施形態に対して、JFET部2aおよびp型ディープ層3と高濃度n型層20の形成方法を変更している。このため、図5に示すように、本実施形態では、第1実施形態のSiC半導体装置に対して、p型ディープ層3とn型低濃度層2との境界位置に高濃度n型層20が備えられていない構造とされている。 In the present embodiment, the method for forming the JFET portion 2a, the p-type deep layer 3, and the high-concentration n-type layer 20 is changed with respect to the first embodiment. Therefore, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, the high concentration n-type layer is located at the boundary between the p-type deep layer 3 and the n -type low concentration layer 2 with respect to the SiC semiconductor device of the first embodiment. It is set as the structure where 20 is not provided.

図6A〜図6Hを用いて、本実施形態にかかるSiC半導体装置の製造方法について説明する。   A method for manufacturing the SiC semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6H.

まず、図6Aに示す工程として、エピタキシャル成長により、n型基板1の主表面上にSiCからなるn型低濃度層2を形成する。この工程については、図4Aと同様であるが、n型低濃度層2の厚みについては、JFET部2aの厚みを考慮に入れない厚みとする。 First, as a step shown in FIG. 6A, an n type low concentration layer 2 made of SiC is formed on the main surface of the n + type substrate 1 by epitaxial growth. This step is the same as in FIG. 4A, but the thickness of the n type low concentration layer 2 is set to a thickness that does not take into account the thickness of the JFET portion 2a.

次に、図6Bに示す工程として、n型低濃度層2の表面にp型ディープ層3を構成するためのp型SiC層をエピタキシャル成長させる。そして、図6Cに示す工程として、図示しないマスクによってp型SiC層のうち最終的にp型ディープ層3として残す部分の表面を覆った後、エッチングすることでJFET部2aの形成予定領域にトレンチ3aを形成する。このとき、トレンチ3aの入口側が底部側よりも幅が広くなるようにする。さらに、図6Dに示す工程として、トレンチ3aの内壁面にn型不純物を斜めイオン注入することで高濃度n型層20を形成し、図6Eに示す工程として、エッチングにより高濃度n型層20のうちトレンチ3aの底部に形成された部分を除去する。その後は、図6F〜図6H等において、第1実施形態で説明した図4Eや図4Fおよびその後の工程を行う。これにより、図5に示す本実施形態のSiC半導体装置が完成する。 Next, as a process shown in FIG. 6B, a p-type SiC layer for forming the p-type deep layer 3 is epitaxially grown on the surface of the n -type low concentration layer 2. Then, as a process shown in FIG. 6C, the surface of the portion of the p-type SiC layer that is finally left as the p-type deep layer 3 is covered with a mask (not shown), and then etched to form trenches in the region where the JFET portion 2a is to be formed. 3a is formed. At this time, the width of the entrance side of the trench 3a is made wider than the bottom side. Further, as a process shown in FIG. 6D, a high concentration n-type layer 20 is formed by oblique ion implantation of n-type impurities into the inner wall surface of the trench 3a, and as a process shown in FIG. 6E, the high concentration n-type layer 20 is formed by etching. Of these, the portion formed at the bottom of the trench 3a is removed. Thereafter, in FIG. 6F to FIG. 6H and the like, FIG. 4E and FIG. 4F described in the first embodiment and subsequent steps are performed. Thereby, the SiC semiconductor device of this embodiment shown in FIG. 5 is completed.

このように、p型ディープ層3に対してトレンチ3aを形成すると共にトレンチ3a内壁にn型不純物をイオン注入することで高濃度n型層20を形成し、さらにトレンチ3a内を埋め込むようにJFET部2aを形成することもできる。このような製造方法としても、第1実施形態と同様に、低オン抵抗と低飽和電流を両立することができるSiC半導体装置を製造できる。また、本実施形態の場合、トレンチ3aの入口側の方が底部側よりも幅が広くなっているため、トレンチ3a内に埋込性良くJFET部2aをエピタキシャル成長させることができる。   In this way, the trench 3a is formed in the p-type deep layer 3, and the n-type impurity is ion-implanted into the inner wall of the trench 3a to form the high-concentration n-type layer 20, and the JFET is embedded in the trench 3a. The part 2a can also be formed. Also with such a manufacturing method, a SiC semiconductor device that can achieve both low on-resistance and low saturation current can be manufactured as in the first embodiment. In the case of this embodiment, since the width of the entrance side of the trench 3a is wider than the bottom side, the JFET portion 2a can be epitaxially grown in the trench 3a with good embedding.

なお、ここではトレンチ3aの底部に形成された高濃度n型層20について除去するようにしているが、除去しないでも良い。高濃度n型層20を残すようにすると、通常作動時にn型低濃度層2のうちのJFET部2aとの境界位置側においてp型ディープ層3から伸びる空乏層の伸び量を抑制でき、電流経路が狭まることを抑制できるため、より低オン抵抗を図ることができる。 Although the high concentration n-type layer 20 formed at the bottom of the trench 3a is removed here, it may not be removed. If the high-concentration n-type layer 20 is left, the amount of depletion layer extending from the p-type deep layer 3 on the boundary position side with the JFET portion 2a in the n -type low-concentration layer 2 during normal operation can be suppressed. Since the current path can be prevented from narrowing, a lower on-resistance can be achieved.

(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第2実施形態に対してn型低濃度層2とJFET部2aのn型不純物濃度を異ならせたものであり、その他については第1、第2実施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態の構造に本実施形態を適用する場合について説明するが、第2実施形態の構造についても同様に適用できる。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. This embodiment is different from the first and second embodiments in the n - type low concentration layer 2 and the n-type impurity concentration of the JFET portion 2a, and the others are the same as the first and second embodiments. Since it is the same, only a different part from 1st, 2nd embodiment is demonstrated. In addition, although the case where this embodiment is applied to the structure of 1st Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly to the structure of 2nd Embodiment.

図7に示すように、本実施形態では、JFET部2aのn型不純物をn型低濃度層2のn型不純物濃度よりも低くしてある。例えば、JFET部2aのn型不純物濃度を1×1015/cmとしてある。 As shown in FIG. 7, in this embodiment, the n-type impurity of the JFET portion 2 a is set lower than the n-type impurity concentration of the n -type low concentration layer 2. For example, the n-type impurity concentration of the JFET portion 2a is set to 1 × 10 15 / cm 3 .

このような構成とする場合、オフ時の動作については第1実施形態のSiC半導体装置と同様であるが、オン時の動作については次のようになる。   In such a configuration, the off-time operation is the same as that of the SiC semiconductor device of the first embodiment, but the on-time operation is as follows.

すなわち、オン時にも第1実施形態のSiC半導体装置と同様の動作が行われることで電流経路が形成されるが、JFET部2aのn型不純物濃度が低くされることで、JFET部2aの抵抗値が高くなる。このため、負荷短絡等によってドレイン電圧Vdが例えば750Vに上昇しても、JFET部2aでの抵抗値が大きくなっている分、飽和電流を低下させることができる。ゲート電圧を20V、ソース電圧Vsを0V、ドレイン電圧Vdを750Vとしてシミュレーションを行った結果、オン抵抗が1.91mΩ・cmとなったが、飽和電流は2500A/cmに低下していた。このような構成は、飽和電流をより低下させたい場合に有効である。 That is, the current path is formed by performing the same operation as that of the SiC semiconductor device of the first embodiment even when the device is on, but the resistance value of the JFET portion 2a is reduced by reducing the n-type impurity concentration of the JFET portion 2a. Becomes higher. For this reason, even if the drain voltage Vd rises to, for example, 750 V due to a load short circuit or the like, the saturation current can be reduced as much as the resistance value in the JFET portion 2a is increased. As a result of simulation with a gate voltage of 20 V, a source voltage Vs of 0 V, and a drain voltage Vd of 750 V, the on-resistance was 1.91 mΩ · cm 2 , but the saturation current was reduced to 2500 A / cm 2 . Such a configuration is effective when it is desired to further reduce the saturation current.

なお、本実施形態のSiC半導体装置の製造方法については第1、第2実施形態と同様であり、JFET部2aを形成する際のエピタキシャル成長において、n型不純物濃度を低下させるだけで良い。   The manufacturing method of the SiC semiconductor device of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments, and it is only necessary to reduce the n-type impurity concentration in the epitaxial growth when the JFET portion 2a is formed.

(第4実施形態)
第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第3実施形態に対してよりオン抵抗の低減を図ったものであり、その他については第1〜第3実施形態と同様であるため、第1〜第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第2実施形態の構造に本実施形態を適用する場合について説明するが、第1、第3実施形態の構造についても同様に適用できる。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the on-resistance is further reduced as compared to the first to third embodiments, and the other aspects are the same as those of the first to third embodiments, and thus the first to third embodiments. Only different parts will be described. In addition, although the case where this embodiment is applied to the structure of 2nd Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly to the structure of 1st, 3rd embodiment.

図8に示すように、本実施形態では、JFET部2aの表層部にn型電流分散層4を形成している。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, the n-type current distribution layer 4 is formed in the surface layer portion of the JFET portion 2a.

n型電流分散層4は、チャネル領域を通じて流れる電流が幅方向に拡散できるようにする層であり、JFET部2aよりも高濃度とされている。n型電流分散層4は、例えばn型不純物濃度が1×1018〜1×1020/cmとされ、ここでは1×1019/cmとしている。n型電流分散層4の厚みについては、例えば0.2〜0.6μmとされ、ここでは0.4μmとしている。 The n-type current distribution layer 4 is a layer that allows the current flowing through the channel region to diffuse in the width direction, and has a higher concentration than the JFET portion 2a. The n-type current distribution layer 4 has an n-type impurity concentration of, for example, 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3, and is set to 1 × 10 19 / cm 3 here. The thickness of the n-type current spreading layer 4 is, for example, 0.2 to 0.6 μm, and is 0.4 μm here.

このように、n型電流分散層4を形成することで、JFET部2aのみで構成する場合より抵抗値を低減できるのに加えて、より幅方向に電流を拡散できることから、さらにオン抵抗の低減を図ることが可能となる。ゲート電圧を20V、ソース電圧Vsを0V、ドレイン電圧Vdを2Vとしてシミュレーションを行った結果、オン抵抗が1.80mΩ・cmとなった。また、この条件でドレイン電圧Vdを750Vに変更すると、飽和電流は4839A/cmであった。このような構成は、飽和電流が第1実施形態よりも若干高くなるものの、オン抵抗をより低下させたい場合に有効である。 In this way, by forming the n-type current distribution layer 4, in addition to being able to reduce the resistance value as compared with the case where only the JFET portion 2a is configured, it is possible to diffuse the current in the width direction, thereby further reducing the on-resistance. Can be achieved. As a result of simulation with a gate voltage of 20 V, a source voltage Vs of 0 V, and a drain voltage Vd of 2 V, the on-resistance was 1.80 mΩ · cm 2 . Further, when the drain voltage Vd was changed to 750 V under these conditions, the saturation current was 4839 A / cm 2 . Such a configuration is effective when the on-resistance is desired to be lowered, although the saturation current is slightly higher than in the first embodiment.

なお、本実施形態にかかるSiC半導体装置の製造方法は、基本的には第1〜第3実施形態と同様であり、JFET部2aの上にそのままn型電流分散層4をエピタキシャル成長させるだけで良い。例えば、第2実施形態の構造とする場合、図6A〜図6Eと同様の工程を行ったのち、図9Aに示すようにJFET部2aを選択的にエピタキシャル成長させる際に、トレンチ3a内を埋め込んでしまう前に、n型不純物濃度を高めてn型電流分散層4を形成する。この後は、図9Bや図9C等において、第1実施形態で説明した図4Eや図4Fおよびその後の工程を行う。これにより、図8に示す本実施形態のSiC半導体装置が完成する。   The manufacturing method of the SiC semiconductor device according to this embodiment is basically the same as that of the first to third embodiments, and it is only necessary to epitaxially grow the n-type current distribution layer 4 as it is on the JFET portion 2a. . For example, in the case of the structure of the second embodiment, after performing the same process as in FIGS. 6A to 6E, when the JFET portion 2a is selectively epitaxially grown as shown in FIG. 9A, the trench 3a is buried. Before the end, the n-type current distribution layer 4 is formed by increasing the n-type impurity concentration. Thereafter, in FIG. 9B, FIG. 9C, etc., FIG. 4E and FIG. 4F described in the first embodiment and subsequent steps are performed. Thereby, the SiC semiconductor device of this embodiment shown in FIG. 8 is completed.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。   For example, the above-described embodiments are not irrelevant to each other and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.

また、JFET部2aの幅は深さ方向の全域において一定の傾斜のテーパ状である必要は無く、傾斜角度が変化していても構わない。   In addition, the width of the JFET portion 2a does not have to be a tapered shape with a constant inclination in the entire region in the depth direction, and the inclination angle may be changed.

また、各部の不純物濃度は一定でなくても良い。例えば、p型ディープ層3がドレイン電極14に近づくほどp型不純物濃度が低く、ソース電極13に近づくほどp型不純物濃度が高くなるような不純物濃度勾配を有した構造であっても良い。   Moreover, the impurity concentration of each part may not be constant. For example, a structure having an impurity concentration gradient in which the p-type impurity concentration decreases as the p-type deep layer 3 approaches the drain electrode 14 and increases as the p-type deep layer 3 approaches the source electrode 13 may be employed.

同様に、上記各実施形態で説明したSiC半導体装置を構成する各部の寸法や不純物濃度については一例を示したに過ぎない。各部の寸法や不純物濃度については、JFET部2aのピンチオフ条件等に基づいて、適宜設定すれば良い。   Similarly, the dimensions and impurity concentrations of the respective parts constituting the SiC semiconductor device described in the above embodiments are merely examples. What is necessary is just to set suitably the dimension and impurity concentration of each part based on the pinch-off conditions of the JFET part 2a, etc.

一例を示すと、ハーフセルピッチを広くすることなど、ハーフセルピッチを変えることができ、例えば3μmとすることができる。また、p型ディープ層3の厚みを薄くして不純物濃度を濃くする構成にできる。ただし、ここで挙げたものも一例であり、他の寸法、不純物濃度とすることもできる。   As an example, the half cell pitch can be changed, for example, the half cell pitch can be widened, for example, 3 μm. Further, the p-type deep layer 3 can be made thin to increase the impurity concentration. However, those listed here are only examples, and other dimensions and impurity concentrations may be used.

また、上記第1実施形態等では、第1導電型をn型、第2導電型をp型としたnチャネルタイプの縦型MOSFETを例に挙げて説明したが、各構成要素の導電型を反転させたpチャネルタイプの縦型MOSFETとしても良い。また、上記説明では、半導体素子として縦型MOSFETを例に挙げて説明したが、同様の構造のIGBTに対しても本発明を適用することができる。IGBTは、上記各実施形態に対してn型基板1の導電型をn型からp型に変更するだけであり、その他の構造や製造方法に関しては上記各実施形態と同様である。 In the first embodiment and the like, an n-channel type vertical MOSFET in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type has been described as an example. An inverted p-channel type vertical MOSFET may be used. In the above description, a vertical MOSFET has been described as an example of a semiconductor element, but the present invention can be applied to an IGBT having a similar structure. The IGBT only changes the conductivity type of the n + type substrate 1 from the n-type to the p-type with respect to the above-described embodiments, and the other structures and manufacturing methods are the same as those in the above-described embodiments.

2 n型低濃度層
2a JFET部
3 p型ディープ層
4 n型電流分散層
6 p型ベース領域
7 n型ソース領域
10 ゲート絶縁膜
11 ゲート電極
13 ソース電極
14 ドレイン電極
2 n type low concentration layer 2 a JFET portion 3 p type deep layer 4 n type current spreading layer 6 p type base region 7 n + type source region 10 gate insulating film 11 gate electrode 13 source electrode 14 drain electrode

Claims (8)

反転型の半導体素子を備える炭化珪素半導体装置であって、
炭化珪素で構成された第1または第2導電型の基板(1)と、
前記基板の上に形成され、前記基板よりも低不純物濃度とされた第1導電型の炭化珪素からなる低濃度層(2)と、
前記低濃度層の上に形成された第2導電型の炭化珪素からなる第2導電型のディープ層(3)と、
前記低濃度層上に形成され、前記ディープ層に挟まれて配置された第1導電型のJFET部(2a)と、
前記JFET部と前記ディープ層との間に配置され、前記JFET部よりも第1導電型不純物濃度が高濃度とされた空乏層調整層(20)と、
前記ディープ層と前記JFET部および前記空乏層調整層の上に形成された第2導電型のベース領域(6)と、
前記ベース領域の上に形成され、前記低濃度層よりも高濃度の第1導電型の炭化珪素からなるソース領域(7)と、
前記ソース領域および前記ベース領域を貫通して前記JFET部に達すると共に一方向を長手方向とするライン状のゲートトレンチ(9)内において、前記ベース領域の一部をチャネル領域として、該チャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜(10)と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極(11)と、を有してなるトレンチゲート構造と、
前記ゲート電極および前記ゲート絶縁膜を覆うと共にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜(12)と、
前記コンタクトホールを通じて、前記ソース領域に電気的に接続されたソース電極(13)と、
前記基板の裏面側に形成されたドレイン電極(14)と、を有し、
前記ゲート電極に対してゲート電圧を印加することで前記チャネル領域を形成すると共に、前記ドレイン電極に対してドレイン電圧として通常作動時の電圧を印加することで、前記ソース領域および前記JFET部を介して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に電流を流す反転型の半導体素子を備え、
前記JFET部は、前記トレンチゲート構造と対応する位置に形成されていると共に前記ゲートトレンチの長手方向に沿って延設され、前記基板側よりも前記トレンチゲート構造側において幅が広くされており、
前記ドレイン電圧として前記通常作動時の電圧が印加されているときには、前記ディープ層から伸びる空乏層の伸び量が前記空乏層調整層にてストップされ、前記ドレイン電圧として前記通常作動時よりも高い電圧が印加されると、前記JFET部のうち前記基板側の位置において、前記空乏層により前記JFET部がピンチオフさせられる炭化珪素半導体装置。
A silicon carbide semiconductor device comprising an inversion type semiconductor element,
A first or second conductivity type substrate (1) made of silicon carbide;
A low concentration layer (2) made of silicon carbide of the first conductivity type formed on the substrate and having a lower impurity concentration than the substrate;
A second conductivity type deep layer (3) made of silicon carbide of the second conductivity type formed on the low concentration layer;
A first conductivity type JFET portion (2a) formed on the low concentration layer and disposed between the deep layers;
A depletion layer adjusting layer (20) disposed between the JFET portion and the deep layer and having a first conductivity type impurity concentration higher than that of the JFET portion;
A second conductivity type base region (6) formed on the deep layer, the JFET portion and the depletion layer adjustment layer;
A source region (7) formed on the base region and made of silicon carbide of the first conductivity type having a higher concentration than the low concentration layer;
A part of the base region is defined as a channel region in a linear gate trench (9) that extends through the source region and the base region to reach the JFET portion and has one direction as a longitudinal direction. A trench gate structure comprising: a gate insulating film (10) formed on the gate insulating film; and a gate electrode (11) formed on the gate insulating film;
An interlayer insulating film (12) covering the gate electrode and the gate insulating film and having contact holes formed therein;
A source electrode (13) electrically connected to the source region through the contact hole;
A drain electrode (14) formed on the back side of the substrate,
The channel region is formed by applying a gate voltage to the gate electrode, and a normal operation voltage is applied to the drain electrode as a drain voltage via the source region and the JFET portion. An inversion type semiconductor element that allows current to flow between the source electrode and the drain electrode,
The JFET portion is formed at a position corresponding to the trench gate structure and extends along the longitudinal direction of the gate trench, and is wider on the trench gate structure side than the substrate side,
When the normal operation voltage is applied as the drain voltage, the depletion layer extending from the deep layer is stopped at the depletion layer adjustment layer, and the drain voltage is higher than the normal operation voltage. Is applied, the JFET portion is pinched off by the depletion layer at a position on the substrate side in the JFET portion.
最も前記ベース領域側における前記JFET部および該JFET部の両側に位置している前記空乏層調整層を合わせた幅が前記トレンチゲート構造の幅よりも0.2μm以上大きくされている請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。   2. The width of the JFET portion closest to the base region and the depletion layer adjusting layer located on both sides of the JFET portion is 0.2 μm or more larger than the width of the trench gate structure. The silicon carbide semiconductor device described. 前記空乏層調整層は、前記ディープ層と前記低濃度層との間にも形成されている請求項1または2に記載の炭化珪素半導体装置。   The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the depletion layer adjustment layer is also formed between the deep layer and the low concentration layer. 前記JFET部の第1導電型不純物濃度が前記低濃度層の第1導電型不純物濃度よりも低くされている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の炭化珪素半導体装置。   4. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein a first conductivity type impurity concentration of the JFET portion is lower than a first conductivity type impurity concentration of the low concentration layer. 5. 前記JFET部の表層部には、該JFET部よりも第1導電型不純物濃度が高くされた第1導電型の電流分散層(4)が備えられている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の炭化珪素半導体装置。   The surface layer portion of the JFET portion is provided with a first conductivity type current spreading layer (4) having a first conductivity type impurity concentration higher than that of the JFET portion. The silicon carbide semiconductor device described in 1. 反転型の半導体素子を備えた炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
炭化珪素で構成された第1または第2導電型の基板(1)を用意することと、
前記基板の上に、前記基板よりも低不純物濃度の第1導電型の炭化珪素からなる低濃度層(2)を形成することと、
前記低濃度層の上に、第2導電型の炭化珪素からなる第2導電型のディープ層(3)と、前記ディープ層に挟まれて配置される第1導電型のJFET部(2a)と、前記JFET部と前記ディープ層との間に配置され、前記JFET部よりも第1導電型不純物濃度が高濃度とされる空乏層調整層(20)と、を形成することと、
前記ディープ層と前記JFET部および前記空乏層調整層の上に、第2導電型の炭化珪素からなるベース領域(6)を形成することと、
前記ベース領域の上に、前記低濃度層よりも高濃度の第1導電型の炭化珪素からなるソース領域(7)を形成することと、
前記ソース領域および前記ベース領域を貫通して前記JFET部に達すると共に一方向を長手方向とするライン状のゲートトレンチ(9)を形成したのち、前記ゲートトレンチ内において、前記ベース領域の一部をチャネル領域として、該チャネル領域上にゲート絶縁膜(10)を形成し、さらに前記ゲート絶縁膜上にゲート電極(11)を形成することでトレンチゲート構造を形成することと、
前記ゲート電極および前記ゲート絶縁膜を覆う層間絶縁膜(12)を形成することと、
前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することと、
前記コンタクトホールを通じて、前記ソース領域に電気的に接続されるソース電極(13)を形成することと、
前記基板の裏面側にドレイン電極(14)を形成することと、を行うことにより、
前記ゲート電極に対してゲート電圧を印加することで前記チャネル領域を形成すると共に、前記ドレイン電極に対してドレイン電圧として通常作動時の電圧を印加することで、前記ソース領域および前記JFET部を介して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に電流を流す反転型の半導体素子を形成し、
前記ディープ層と前記JFET部および前記空乏層調整層を形成することでは、
前記JFET部を、前記トレンチゲート構造と対応する位置に形成すると共に前記ゲートトレンチの長手方向に沿って延設し、さらに、前記基板側よりも前記トレンチゲート構造側において幅を広くし、
前記JFET部および前記空乏層調整層のうちの前記基板側の位置での幅を、前記ドレイン電圧として前記通常作動時の電圧が印加されているときには、前記ディープ層から伸びる空乏層の伸び量が前記空乏層調整層にてストップされ、前記ドレイン電圧として前記通常作動時よりも高い電圧が印加されると前記空乏層により前記JFET部がピンチオフさせられる幅とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device comprising an inversion type semiconductor element,
Providing a first or second conductivity type substrate (1) made of silicon carbide;
Forming a low concentration layer (2) made of silicon carbide of the first conductivity type having a lower impurity concentration than the substrate on the substrate;
On the low concentration layer, a second conductivity type deep layer (3) made of second conductivity type silicon carbide, and a first conductivity type JFET portion (2a) disposed between the deep layers, Forming a depletion layer adjustment layer (20) disposed between the JFET portion and the deep layer and having a first conductivity type impurity concentration higher than that of the JFET portion;
Forming a base region (6) made of silicon carbide of the second conductivity type on the deep layer, the JFET portion, and the depletion layer adjustment layer;
Forming a source region (7) made of silicon carbide of the first conductivity type having a higher concentration than the low concentration layer on the base region;
After forming the line-shaped gate trench (9) extending through the source region and the base region to reach the JFET portion and having one direction as a longitudinal direction, a part of the base region is formed in the gate trench. Forming a trench gate structure by forming a gate insulating film (10) on the channel region as a channel region, and further forming a gate electrode (11) on the gate insulating film;
Forming an interlayer insulating film (12) covering the gate electrode and the gate insulating film;
Forming a contact hole in the interlayer insulating film;
Forming a source electrode (13) electrically connected to the source region through the contact hole;
By forming a drain electrode (14) on the back side of the substrate,
The channel region is formed by applying a gate voltage to the gate electrode, and a normal operation voltage is applied to the drain electrode as a drain voltage via the source region and the JFET portion. Forming an inversion type semiconductor element for passing a current between the source electrode and the drain electrode,
In forming the deep layer and the JFET portion and the depletion layer adjustment layer,
The JFET portion is formed at a position corresponding to the trench gate structure and extends along the longitudinal direction of the gate trench, and further, the width on the trench gate structure side is wider than the substrate side,
When the voltage at the time of the normal operation is applied as the drain voltage, the width at the position of the substrate side of the JFET portion and the depletion layer adjusting layer is the amount of extension of the depletion layer extending from the deep layer. A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, which is stopped at the depletion layer adjustment layer and has a width that allows the JFET portion to be pinched off by the depletion layer when a higher voltage than the normal operation is applied as the drain voltage.
前記ディープ層と前記JFET部および前記空乏層調整層を形成することは、
前記低濃度層の上に前記JFET部を構成する第1導電型の炭化珪素層を形成することと、
前記炭化珪素層のうち前記ディープ層の形成予定領域を開口させるトレンチ(2b)を形成することと、
前記トレンチの内壁面に第1導電型を斜めイオン注入することで前記空乏層調整層を形成することと、
前記空乏層調整層が形成された後の前記トレンチ内を第2導電型の炭化珪素層で埋め込むことで前記ディープ層を形成することと、を含んでいる請求項6に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
Forming the deep layer and the JFET portion and the depletion layer adjustment layer,
Forming a first conductivity type silicon carbide layer constituting the JFET portion on the low concentration layer;
Forming a trench (2b) for opening a region where the deep layer is to be formed in the silicon carbide layer;
Forming the depletion layer adjusting layer by implanting the first conductivity type obliquely into the inner wall surface of the trench;
The silicon carbide semiconductor device according to claim 6, further comprising: forming the deep layer by filling the trench after the depletion layer adjustment layer is formed with a silicon carbide layer of a second conductivity type. Manufacturing method.
前記ディープ層と前記JFET部および前記空乏層調整層を形成することは、
前記低濃度層の上に前記ディープ層を構成する第2導電型の炭化珪素層を形成することと、

前記炭化珪素層のうち前記JFET部の形成予定領域を開口させるトレンチ(3a)を形成することと、
前記トレンチの内壁面に第1導電型を斜めイオン注入することで前記空乏層調整層を形成することと、
前記空乏層調整層が形成された後の前記トレンチ内を第1導電型の炭化珪素層で埋め込むことで前記JFET部を形成することと、を含んでいる請求項6に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
Forming the deep layer and the JFET portion and the depletion layer adjustment layer,
Forming a second conductivity type silicon carbide layer constituting the deep layer on the low concentration layer;

Forming a trench (3a) for opening a region where the JFET portion is to be formed in the silicon carbide layer;
Forming the depletion layer adjusting layer by implanting the first conductivity type obliquely into the inner wall surface of the trench;
The silicon carbide semiconductor device according to claim 6, further comprising: forming the JFET portion by burying the trench after the depletion layer adjusting layer is formed with a silicon carbide layer of a first conductivity type. Manufacturing method.
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