JP3460639B2 - Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP3460639B2
JP3460639B2 JP26753599A JP26753599A JP3460639B2 JP 3460639 B2 JP3460639 B2 JP 3460639B2 JP 26753599 A JP26753599 A JP 26753599A JP 26753599 A JP26753599 A JP 26753599A JP 3460639 B2 JP3460639 B2 JP 3460639B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化珪素を用いた
SIT(静電誘導型トランジスタ)等の半導体装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as SIT (Static Induction Transistor) using silicon carbide.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のSITとして、特開平10−29
4471号公報に示すものが提案されている。この公報
に示すSITの断面構造を図8に示す。
2. Description of the Related Art As a conventional SIT, Japanese Patent Laid-Open No. 10-29 is known.
The one shown in Japanese Patent No. 4471 has been proposed. A sectional structure of the SIT shown in this publication is shown in FIG.

【0003】図8に示すように、n型ドレイン領域10
1の上にn型ドリフト領域102が形成されている。ま
た、n型ドリフト領域102の表層部において不純物濃
度が高い低抵抗なn型ソース領域103が形成されてお
り、このn型ソース領域103の両側に接するように不
純物濃度の高い低抵抗なp型ゲート領域104が形成さ
れている。このp型ゲート領域104は、n型ソース領
域103の下方まで入り込むように形成されている。そ
して、p型ゲート領域104、n型ソース領域103の
表面に接するように、それぞれゲート電極105、ソー
ス電極106が形成され、n型ドレイン領域101の裏
面に接するようにドレイン電極107が形成された構成
となっている。
As shown in FIG. 8, an n-type drain region 10 is formed.
1, an n-type drift region 102 is formed on top of the No. 1 region. Further, a low-resistance n-type source region 103 having a high impurity concentration is formed in the surface layer portion of the n-type drift region 102, and a low-resistance p-type having a high impurity concentration is formed so as to be in contact with both sides of the n-type source region 103. The gate region 104 is formed. The p-type gate region 104 is formed so as to extend below the n-type source region 103. Then, the gate electrode 105 and the source electrode 106 are formed so as to be in contact with the surfaces of the p-type gate region 104 and the n-type source region 103, respectively, and the drain electrode 107 is formed so as to be in contact with the back surface of the n-type drain region 101. It is composed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のSITにお
いては、p型ゲート領域104の形成のために2段階の
イオン注入を行い、2回目のイオン注入を1回目のイオ
ン注入よりも高エネルギーで行うことにより、注入イオ
ンとn型ドリフト領域102内の原子との核衝突による
エネルギー損失を増加させ、注入されたイオンの横方向
散乱距離を大きくすることで、p型ゲート領域104が
n型ソース領域103の下方まで入り込むようにしてい
る。
In the conventional SIT described above, two-step ion implantation is performed to form the p-type gate region 104, and the second ion implantation is performed with higher energy than the first ion implantation. By doing so, the energy loss due to the nuclear collision between the implanted ions and the atoms in the n-type drift region 102 is increased, and the lateral scattering distance of the implanted ions is increased, so that the p-type gate region 104 is made into the n-type source. It is designed to enter below the region 103.

【0005】このような場合、p型ゲート領域104の
形成のための2回目のイオン注入を、核衝突によるエネ
ルギー損失を考慮しつつ、かつ深くまでイオンが注入さ
れるように実施する必要がある。このため、非常に高エ
ネルギーにイオン注入を行わなければならない。特に、
半導体装置を炭化珪素で構成する場合には、シリコンで
構成する場合に比して極めて高エネルギーのイオン注入
を行う必要性があり、このような高エネルギーを発生し
うるイオン注入装置が必要とされる。
In such a case, it is necessary to carry out the second ion implantation for forming the p-type gate region 104 so that the ions are implanted deeply while considering the energy loss due to the nuclear collision. . For this reason, ion implantation must be performed with extremely high energy. In particular,
When the semiconductor device is made of silicon carbide, it is necessary to perform ion implantation with extremely high energy as compared with the case where it is made of silicon, and an ion implantation device capable of generating such high energy is required. It

【0006】また、上記従来のSITでは、核衝突によ
る横方向の散乱を用いており、この方法ではp型ゲート
領域104の間隔を狭くするには限界がある。従って、
ゲート印加電圧が零の場合にp型ゲート領域104から
p型ゲート領域104の間に挟まれたn型ドリフト領域
102へ両側から伸びる空乏層がつながらず、ノーマリ
オープンの特性となる。このようなノーマリオープン型
のSITでは、オフさせるために高い電圧が必要となる
こと、ゲート印加電圧が零となったときにもオフできな
いためフェイルセーフ上の問題があること等の問題があ
る。
Further, in the above-mentioned conventional SIT, lateral scattering due to nuclear collision is used, and this method has a limit in narrowing the interval between the p-type gate regions 104. Therefore,
When the gate applied voltage is zero, the depletion layers extending from both sides to the n-type drift region 102 sandwiched between the p-type gate regions 104 and the p-type gate regions 104 are not connected to each other, resulting in a normally open characteristic. Such a normally open type SIT has a problem that a high voltage is required to turn it off, and it cannot be turned off even when the gate applied voltage becomes zero, which causes a fail-safe problem. .

【0007】さらに、上記従来のSITでは、n型ソー
ス領域103とp型ゲート領域104とが接するように
形成しているため、PN接合間におけるリーク電流が生
じる。図9に、n型ソース領域103とp型ゲート領域
104とが接するように構成した場合における逆方向電
圧−リーク電流特性を示す。なお、この図では、n型ソ
ース領域形成用の不純物としてリンを用いた場合、窒素
を用いた場合それぞれにおいて上記関係を調べている。
この図に示されるように、逆バイアスが印加されるとリ
ーク電流が生じ、逆バイアス時における耐圧が得られな
いという問題もある。
Further, in the conventional SIT described above, since the n-type source region 103 and the p-type gate region 104 are formed in contact with each other, a leak current occurs between the PN junctions. FIG. 9 shows reverse voltage-leakage current characteristics in the case where the n-type source region 103 and the p-type gate region 104 are configured to be in contact with each other. In this figure, the above relationship is investigated in the case of using phosphorus as the impurity for forming the n-type source region and in the case of using nitrogen.
As shown in this figure, when a reverse bias is applied, a leak current occurs, and there is also a problem that the breakdown voltage at the time of reverse bias cannot be obtained.

【0008】本発明は上記点に鑑みて成され、高エネル
ギーのイオン注入を行わなくても、ソース領域の下方ま
でゲート領域が入り込んだ構造を形成できるようにする
ことを第1の目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and it is a first object of the present invention to make it possible to form a structure in which a gate region extends below a source region without performing high-energy ion implantation. .

【0009】また、ソース領域の下方までゲート領域が
入り込んだ構造の半導体装置をノーマリオフ特性にでき
るようにすることを第2の目的とする。
A second object of the present invention is to enable a semiconductor device having a structure in which the gate region extends below the source region to have normally-off characteristics.

【0010】さらに、逆バイアス時における耐圧が得ら
れるようにすることを第3の目的とする。
A third object is to obtain a withstand voltage during reverse bias.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1乃至に記載の発明では、ゲート領域
(4)は、ソース領域(3)から離間されていると共
に、ドリフト領域の表面からソース領域よりも接合深さ
が深い位置まで形成された第1の領域(4A)と、該第
1の領域よりも接合深さが深く形成され、ソース領域の
下方まで入り込むように構成された第2領域(4B)と
を備えており、第2の領域が第1の領域よりも不純物濃
度が低くなっていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in claims 1 to 3 , the gate region (4) is separated from the source region (3) and the surface of the drift region is formed. To the first region (4A) formed to a position where the junction depth is deeper than the source region, and the junction depth is formed deeper than the first region, and is configured to penetrate below the source region. The second region (4B) is provided, and the second region has a lower impurity concentration than the first region.

【0012】このように、第2の領域がソース領域の下
方まで入り込むように形成されているため、その間隔を
狭くすることにより、ゲート電極への印加電圧が零であ
る場合においても、第2の領域間におけるドリフト領域
をピンチオフすることが可能となる。このような構成と
すれば、ノーマリオフ型の装置とすることができる。こ
のため、フェイルセーフ上有利な装置とすることができ
る。また、第2の領域の不純物濃度を低くしているた
め、ドレイン領域との間のPN接合の逆耐圧を高くする
ことができる。すなわち、ゲート−ドレイン耐圧が高く
なるようにできる。
[0012] Thus, since the second region is formed so as to enter to the lower of the source region, by narrowing the interval, even when the voltage applied to the Gate electrode is zero, It is possible to pinch off the drift region between the second regions . With such a configuration
By doing so , a normally-off type device can be obtained. Therefore, it is possible to make the device advantageous in fail-safe. Further, since the impurity concentration of the second region is low, the reverse breakdown voltage of the PN junction with the drain region can be increased. That is, the gate-drain breakdown voltage can be increased.

【0013】また、ゲート領域がソース領域から離間さ
れるようにしているため、これらによって形成されるP
N接合によるリーク電流の発生を防止することができ
る。このため、逆バイアス時における耐圧が得られるよ
うにできる。する炭化珪素半導体装置。
Further, since the gate region is separated from the source region, the P formed by these is formed.
It is possible to prevent the generation of leak current due to the N-junction. Therefore, it is possible to obtain the withstand voltage during reverse bias. A silicon carbide semiconductor device.

【0014】請求項に記載の発明においては、ドリフ
ト領域(2)の表層部のうち、ゲート領域(4)の形成
予定部分に、ソース領域(3)よりも深い所定深さまで
不活性なイオン種をイオン注入する工程と、ドリフト領
域の表層部のうち、不活性なイオン種が注入された領域
(4A)及び該不活性なイオン種が注入された深さより
も深い領域(4B)まで第2導電型不純物をイオン注入
する工程と、熱処理により、第2導電型不純物を活性化
し、不活性なイオン種が注入された深さまでにおいて
は、該第2導電型不純物の横方向拡散を抑制させ、不活
性なイオン種が注入された深さよりも深い領域において
は、該第2導電型不純物を横方向拡散させソース領域の
下方まで入り込むようにして、ゲート領域を形成する工
程と、ドリフト領域の表層部に、ゲート領域から離間す
るようにソース領域を形成する工程と、を含んでいるこ
とを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the surface layer portion of the drift region (2), ions that are inactive at a predetermined depth deeper than the source region (3) are formed in a portion where the gate region (4) is to be formed. The step of ion-implanting the species, and the step of forming a region (4A) in the surface layer portion of the drift region into which the inactive ion species are implanted and a region (4B) deeper than the depth in which the inactive ion species are implanted. The second conductivity type impurity is activated by the step of ion-implanting the second conductivity type impurity and the heat treatment to suppress the lateral diffusion of the second conductivity type impurity up to the depth at which the inert ion species is implanted. A step of forming a gate region by laterally diffusing the impurity of the second conductivity type so as to enter below the source region in a region deeper than the depth into which the inert ion species are implanted; In the surface layer portion, it is characterized in that it includes the steps of forming a source region, a so as to be separated from the gate region.

【0015】不活性なイオン種(例えば、C(炭素))
を注入しておくと、不活性なイオン種が炭素サイトの空
孔に入り込んで注入された領域の結晶欠陥を補修し、不
純物の拡散が抑制される。このため、ゲート領域形成予
定部分のうち、ソース領域よりも深い領域まで不活性な
イオン種を注入しておくことで、この領域においては第
2導電型不純物の横方向拡散が抑制され、この領域より
も深い領域においては第2導電型不純物の横方向拡散が
進むようにすることができる。そして、不活性なイオン
種が注入された領域よりも深い領域においては熱拡散に
よって不純物濃度が低くなる。これにより、請求項1に
記載の炭化珪素半導体装置が形成される。
Inert ionic species (eg C (carbon))
Is implanted, an inactive ion species enters the vacancy of the carbon site to repair crystal defects in the implanted region, and the diffusion of impurities is suppressed. Therefore, by implanting the inactive ion species into a region deeper than the source region in the gate region formation planned portion, lateral diffusion of the second conductivity type impurity is suppressed in this region, and this region is suppressed. Lateral diffusion of the second conductivity type impurity can be promoted in a deeper region. Then, the impurity concentration becomes low due to thermal diffusion in a region deeper than the region into which the inactive ion species is implanted. Thereby, the silicon carbide semiconductor device according to claim 1 is formed.

【0016】請求項に記載の発明は、ドリフト領域の
表層部のうち、ソース領域の両側に配置されるゲート領
域それぞれの形成予定部分の間に、ソース領域よりも深
い所定深さまで不活性なイオン種をイオン注入すること
を特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the surface layer portion of the drift region, between the planned formation portions of the gate regions arranged on both sides of the source region, the gate region is inactive to a predetermined depth deeper than the source region. The feature is that ion species are ion-implanted.

【0017】このように、ゲート領域それぞれの形成予
定部分の間に不活性なイオン種をイオン注入しておけ
ば、その間への熱拡散が抑制されるため、請求項6と同
様に、請求項1に記載の炭化珪素半導体装置が形成され
る。
When the inactive ion species are ion-implanted between the portions where the respective gate regions are to be formed in this manner, thermal diffusion into the regions is suppressed, so that the same as in the sixth aspect of the invention. The silicon carbide semiconductor device described in 1 is formed.

【0018】請求項に記載の発明においては、第2導
電型不純物の横方向拡散の方向を<112−0>として
いる。この<112−0>方向は、他の方向よりも第2
導電型不純物が拡散し易い方向であるため、第2の領域
間を容易に狭くすることができ、ドリフト領域を確実に
ピンチオフできる。
In a sixth aspect of the invention, the lateral diffusion direction of the second conductivity type impurity is <112-0>. This <112-0> direction is the second one more than the other directions.
Since the conductivity type impurities are easily diffused, the distance between the second regions can be easily narrowed, and the drift region can be reliably pinched off.

【0019】請求項に記載の発明によれば、第2導電
型不純物としてBを用い、不活性なイオン種としてCを
用いることを特徴としている。
According to the invention described in claim 7 , B is used as the second conductivity type impurity, and C is used as the inert ion species.

【0020】Bは、p型ドーパントの中でも拡散量が大
きいことが知られており、横方向拡散を大きく取ること
ができる。また、不活性なイオン種としてCを用いると
炭素サイトの空孔の結晶欠陥を同じ元素であるCによっ
て補修するため、他の元素より補修しやすく、補修に用
いる元素の注入量を少なくできる。
It is known that B has a large diffusion amount among the p-type dopants, so that the lateral diffusion can be made large. Further, when C is used as the inert ion species, the crystal defects in the vacancies at the carbon sites are repaired by C, which is the same element, so that it is easier to repair than other elements, and the injection amount of the element used for repair can be reduced.

【0021】請求項に記載の発明においては、ソース
領域よりも深くなる領域までp型不純物としてAlを用
い、この領域よりもさらに深い領域においてはp型不純
物としてBを用いることを特徴としている。
The invention according to claim 8 is characterized in that Al is used as a p-type impurity even in a region deeper than the source region, and B is used as a p-type impurity in a region deeper than this region. .

【0022】この場合、Alの熱拡散量が小さく、Bの
熱拡散量が大きいことから、ソース領域よりも深い領域
においてBの横方向拡散によって、ゲート領域がソース
領域の下方に入り込むように形成される。
In this case, since the thermal diffusion amount of Al is small and the thermal diffusion amount of B is large, the gate region is formed below the source region by lateral diffusion of B in a region deeper than the source region. To be done.

【0023】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を示すも
のである。
The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1に本実施形
態におけるSITの断面構成を示す。この断面構成は1
チャネル分を図示したものであり、実際にはこのSIT
が複数備えられたマルチチャネルとして用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 shows a sectional structure of an SIT in this embodiment. This cross sectional structure is 1
This is an illustration of channels, and in reality, this SIT
Is used as a multi-channel provided with a plurality of.

【0025】図1に示すように、不純物濃度が比較的高
いn型炭化珪素半導体基板で構成されたn型ドレイン領
域1を備えている。このn型ドレイン領域1の主表面
に、エピタキシャル成長等によって形成された不純物濃
度が比較的低い高抵抗なn型ドリフト領域2が備えられ
ている。また、n型ドリフト領域1の表層部において、
n型ドリフト領域1よりも不純物濃度が高い低抵抗なn
型ソース領域3が形成されている。
As shown in FIG. 1, n-type drain region 1 formed of an n-type silicon carbide semiconductor substrate having a relatively high impurity concentration is provided. The main surface of the n-type drain region 1 is provided with a high-resistance n-type drift region 2 formed by epitaxial growth or the like and having a relatively low impurity concentration. In the surface layer portion of the n-type drift region 1,
n having low impurity concentration and higher impurity concentration than the n-type drift region 1
The mold source region 3 is formed.

【0026】そして、このn型ソース領域3の両側に、
該n型ソース領域3から離間するようにp型ゲート領域
4が形成されている。このp型ゲート領域4は、n型ド
リフト領域1の表面からn型ソース領域3より深い位置
までは基板表面にほぼ垂直に伸びたのち、横方向拡散に
よりn型ソース領域3の下方に入り込んだ形状を成して
いる。このp型ゲート領域4のうち、n型ドリフト領域
1の表面から基板表面にほぼ垂直に伸びた領域4Aは、
不純物濃度が比較的高くなった低抵抗のp型半導体で構
成され、この領域4Aよりも下方に位置する領域(n型
ソース領域3の下方に入り込んだ領域を含む)4Bは領
域4Aよりも不純物濃度が低くなった高抵抗のp型半導
体で構成されている。また、領域4Aには不活性なイオ
ン種としてC+がドーピングされた状態になっている。
On both sides of the n-type source region 3,
A p-type gate region 4 is formed so as to be separated from the n-type source region 3. The p-type gate region 4 extends almost perpendicularly to the substrate surface from the surface of the n-type drift region 1 to a position deeper than the n-type source region 3, and then enters below the n-type source region 3 by lateral diffusion. It has a shape. Of this p-type gate region 4, a region 4A extending from the surface of the n-type drift region 1 substantially perpendicularly to the substrate surface is
The region 4B formed of a low-resistance p-type semiconductor having a relatively high impurity concentration and located below the region 4A (including the region below the n-type source region 3) has a higher impurity content than the region 4A. It is composed of a high-resistance p-type semiconductor having a low concentration. The region 4A is in a state of being doped with C + as an inert ion species.

【0027】さらに、p型ゲート領域4、n型ソース領
域3の表面に接するように、それぞれゲート電極6、ソ
ース電極7が形成され、n型ドレイン領域1の表面(n
型炭化珪素半導体基板の裏面)に接するようにドレイン
電極8が形成されてSITが構成されている。なお、ゲ
ート電極6とソース電極7との間にはパッシベーション
膜9が配置されており、これらの間が絶縁されている。
Further, a gate electrode 6 and a source electrode 7 are formed so as to contact the surfaces of the p-type gate region 4 and the n-type source region 3, respectively, and the surface of the n-type drain region 1 (n
The drain electrode 8 is formed so as to be in contact with the back surface of the silicon carbide semiconductor substrate of the type to form the SIT. A passivation film 9 is arranged between the gate electrode 6 and the source electrode 7 to insulate them.

【0028】このように構成されたSITは、ゲート電
極6への印加電圧を制御することによって、p型ソース
領域4の領域4Bからn型ドリフト領域3に向かって伸
びる空乏層の伸び量を変位させ、チャネル幅を伸縮させ
ることにより、ソース−ドレイン間に流れるドレイン電
流の電流量を制御する。
The SIT thus constructed changes the amount of extension of the depletion layer extending from the region 4B of the p-type source region 4 toward the n-type drift region 3 by controlling the voltage applied to the gate electrode 6. Then, the amount of drain current flowing between the source and the drain is controlled by expanding and contracting the channel width.

【0029】また、ゲート電極6への電圧印加が成され
ていないときに、隣接するそれぞれのp型ソース領域4
の領域4Bからn型ソース領域3に向かって伸びる空乏
層によって、隣接する領域4Bの間がピンチオフされる
ようになっている。これにより、SITがノーマリオフ
型となるようにしている。このため、隣接する領域4B
の間の最短距離dは、その間がピンチオフされる程度の
長さ、すなわち両領域4Bそれぞれから伸びる空乏層の
伸び量以下となるように設定されている。本実施形態に
おいては、領域4Bが不純物濃度の比較的低い高抵抗な
p型半導体で構成されるようにしているため、領域4B
からn型ドリフト領域1に向かって伸びる空乏層の伸び
量が大きくでき、両領域4Bの間をピンチオフさせ易く
できる。
Further, when the voltage is not applied to the gate electrode 6, the adjacent p-type source regions 4 are formed.
The depletion layer extending from the region 4B to the n-type source region 3 pinches off between the adjacent regions 4B. As a result, the SIT is of normally-off type. Therefore, the adjacent region 4B
The shortest distance d between them is set to a length such that the distance between them is pinched off, that is, equal to or less than the extension amount of the depletion layer extending from both regions 4B. In the present embodiment, since the region 4B is made of a high-resistance p-type semiconductor having a relatively low impurity concentration, the region 4B is formed.
The amount of expansion of the depletion layer extending from to the n-type drift region 1 can be increased, and it is possible to easily pinch off between the both regions 4B.

【0030】また、n型ソース領域3とp型ゲート領域
4とが接触していないため、これらが接触することによ
って形成されるPN接合部のリーク電流を防止すること
ができ、逆バイアス時における耐圧が得られるようにで
きる。
Further, since the n-type source region 3 and the p-type gate region 4 are not in contact with each other, it is possible to prevent the leak current of the PN junction portion formed by these contacting, and at the time of reverse bias. Withstand voltage can be obtained.

【0031】続いて、図1に示すSITの製造工程を図
2〜図5に示し、SITの製造方法について説明する。
Next, the manufacturing process of the SIT shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0032】〔図2(a)に示す工程〕まず、(000
1)シリコン面で切り出された厚さ400μm程度の3
C、4H、6H若しくは15R−SiCで構成された不
純物濃度が比較的高濃度な低抵抗のn型半導体基板を用
意する。このとき、後述するように4H、6Hにおいて
は、特にBの拡散を利用したい方向を<112-0>と
するのが望ましい。すなわち、この場合、図面を横切る
方向が<112-0>となるようにするとよい。このn
型半導体基板がn型ドレイン領域1を構成する。そし
て、このn型ドレイン領域1の主表面に、炭化珪素で構
成された不純物濃度がn型ドレイン領域1よりも低い高
抵抗なn型ドリフト領域2をエピタキシャル成長により
厚さ10.0μm程度で形成する。
[Step shown in FIG. 2A] First, (000
1) 3 with a thickness of 400 μm cut out from the silicon surface
An n-type semiconductor substrate of C, 4H, 6H or 15R-SiC having a relatively high impurity concentration and a low resistance is prepared. At this time, as will be described later, in 4H and 6H, it is desirable that the direction in which the diffusion of B is particularly desired is <112-0>. That is, in this case, it is preferable that the direction crossing the drawing is <112-0>. This n
The type semiconductor substrate constitutes the n-type drain region 1. Then, on the main surface of this n-type drain region 1, a high-resistance n-type drift region 2 made of silicon carbide having an impurity concentration lower than that of n-type drain region 1 is formed by epitaxial growth to a thickness of about 10.0 μm. .

【0033】〔図2(b)に示す工程〕n型ドリフト領
域2の表面に、p型ゲート領域形成予定部分が開口する
LTO膜21を配置し、このLTO膜21をマスクとし
て不活性なイオン種としてC+(炭素)のイオン注入を
行う。このとき、イオン注入によってp型ゲート領域4
の領域4A(図1参照)の深さまでC+が注入されるよ
うにイオン注入条件を設定している。
[Step shown in FIG. 2B] On the surface of the n-type drift region 2, an LTO film 21 having an opening in a p-type gate region formation planned portion is arranged, and the LTO film 21 is used as a mask to inactivate ions. Ion implantation of C + (carbon) as a seed is performed. At this time, the p-type gate region 4 is formed by ion implantation.
The ion implantation conditions are set so that C + is implanted to the depth of the region 4A (see FIG. 1).

【0034】これにより、C+が炭素サイトの空孔に入
り込んで、炭素サイトの空孔を無くし、n型ドリフト領
域2に存在していた結晶欠陥が補修される。
As a result, C + enters the vacancies of the carbon sites, the vacancies of the carbon sites are eliminated, and the crystal defects existing in the n-type drift region 2 are repaired.

【0035】〔図3(a)に示す工程〕LTO膜21を
再度マスクとして、B+(ボロン)のイオン注入を行
う。これにより、p型ゲート領域4が形成される。この
とき、C+が注入された領域4AにおいてはC+に重ねて
+が注入されるようにし、さらに、このC+が注入され
た領域4Aよりも深い位置の領域4BまでB+が注入さ
れるようにイオン注入条件を設定している。
[Step shown in FIG. 3A] Using the LTO film 21 as a mask again, B + (boron) ion implantation is performed. As a result, the p-type gate region 4 is formed. In this case, as B + is injected superimposed on C + in the region 4A where C + is injected, further, B + is implanted to a region 4B of the position deeper than the region 4A of the C + is implanted The ion implantation conditions are set so that

【0036】〔図3(b)に示す工程〕熱処理を施し、
注入されたB+を活性化させる。このとき、領域Aにつ
いては、B+と共にC+が注入されて結晶欠陥が補修され
ているため、B+の熱拡散が抑制され、B+はほぼ注入さ
れたそのままの位置で活性化される。一方、領域Bにつ
いてはC+が注入されていないため、横方向及び下方向
への拡散が進む。これにより、領域4Bにおいては、後
工程(図4(a)に示す工程)で形成するn型ソース領
域3の下方までB+が横方向拡散する。なお、p型不純
物のなかでB+は熱拡散し易い原子であり、例えば、A
+(アルミニウム)等よりも熱拡散し易い。
[Step shown in FIG. 3 (b)]
Activate the injected B + . At this time, in the region A, since C + is injected together with B + to repair the crystal defect, thermal diffusion of B + is suppressed, and B + is activated almost at the position where it is injected. . On the other hand, in the region B, since C + has not been implanted, diffusion in the lateral and downward directions proceeds. As a result, in the region 4B, B + is laterally diffused to below the n-type source region 3 which will be formed in a later step (step shown in FIG. 4A). Among the p-type impurities, B + is an atom that easily thermally diffuses, and for example, A +
Heat diffusion is easier than with l + (aluminum).

【0037】このように、C+の横方向拡散によってp
型ゲート領域4の領域4Bがn型ソース領域3の下方ま
で入り込むようにさせられるため、高エネルギーのイオ
ン注入を必要としなくても容易に上記構造のp型ゲート
領域4を形成することができる。
Thus, by the lateral diffusion of C + , p
Since the region 4B of the type gate region 4 is made to enter below the n-type source region 3, the p-type gate region 4 having the above structure can be easily formed without requiring high-energy ion implantation. .

【0038】また、p型ゲート領域4の領域4Bにおい
てはB+が熱拡散されているため、領域4Bの不純物濃
度が低くなるようにでき、領域4BにおいてはB+が熱
拡散しないようにしているため、領域4Aの不純物濃度
が高くなるようにできる。このため、隣接する領域4B
からその間のn型ドリフト領域2へ空乏層が伸び易くで
きノーマリオフ特性にできると共に、領域4Aを低抵抗
にできるため、ゲート電極とのコンタクト抵抗が低くな
るようにできる。
Further, since B + is thermally diffused in the region 4B of the p-type gate region 4, it is possible to reduce the impurity concentration of the region 4B and prevent B + from being thermally diffused in the region 4B. Therefore, the impurity concentration of the region 4A can be increased. Therefore, the adjacent region 4B
To the n-type drift region 2 between them, the depletion layer can be easily extended to have normally-off characteristics, and the region 4A can be made low in resistance, so that the contact resistance with the gate electrode can be made low.

【0039】ここで、図6に、6H−SiCの(112
-0)、(11-00)、(0001)面を用いてBを4
00keVでイオン注入したのち、1700℃で30分
間熱処理した時におけるイオン注入直後と熱処理後の深
さ方向のプロファイルを示す。
Here, in FIG. 6, (112 of 6H--SiC is used.
-0), (11-00), (0001) plane is used to set B to 4
The profiles in the depth direction immediately after the ion implantation and after the thermal treatment after the ion implantation at 00 keV and the heat treatment at 1700 ° C. for 30 minutes are shown.

【0040】この図に示されるように、Bの拡散量の大
きさは、<112-0>、<11-00>、<0001>
の順となる。従って、領域4Bの横方向への広がりを高
めるためには、広げたい方向、すなわちBを拡散させる
方向を<1120>とすれば拡散量が最大となるため望
ましい。このことから、素子のパターンとしても、p型
ゲート領域4が並列に並ぶ(図面に対してp型ゲート領
域4が垂直に伸びる)ストライプセル形状が望ましい。
As shown in this figure, the diffusion amount of B is <112-0>, <11-00>, <0001>.
Will be in order. Therefore, in order to increase the width of the region 4B in the lateral direction, it is desirable that the direction of expansion, that is, the direction of diffusing B is <1120> because the amount of diffusion becomes maximum. From this, it is desirable that the element pattern also has a stripe cell shape in which the p-type gate regions 4 are arranged in parallel (the p-type gate regions 4 extend perpendicular to the drawing).

【0041】また、図6に示すように、Bを横拡散させ
る方向を<112-0>とすると、他の方向に比べ、拡
散量が最大となるため望ましい。
Further, as shown in FIG. 6, it is desirable that the direction in which B is laterally diffused is set to <112-0> because the diffusion amount becomes maximum compared to other directions.

【0042】〔図4(a)に示す工程〕LTO膜21を
除去したのち、n型ソース領域形成予定部分が開口した
LTO膜22を配置し、LTO膜22をマスクとしてN
+(窒素)とP+(リン)のいずれか一方若しくは双方を
イオン注入し、n型ソース領域3を形成する。このと
き、n型ソース領域3がp型ゲート領域4と接しないよ
うに、マスクずれを見込んで、LTO膜22の開口部分
は、p型ゲート領域4の両領域4Aの間隔よりも十分に
小さくする。
[Step shown in FIG. 4A] After the LTO film 21 is removed, the LTO film 22 having an opening in the portion where the n-type source region is to be formed is arranged, and the LTO film 22 is used as a mask to form an N film.
Either or both of + (nitrogen) and P + (phosphorus) are ion-implanted to form the n-type source region 3. At this time, the opening of the LTO film 22 is sufficiently smaller than the distance between both regions 4A of the p-type gate region 4 so that the n-type source region 3 does not come into contact with the p-type gate region 4 in view of the mask shift. To do.

【0043】〔図4(b)に示す工程〕LTO膜22を
除去したのち、ウェハ表面全面にポリシリコン膜を配置
し、その後、ポリシリコン膜をパターニングしてゲート
電極6を形成する。
[Step shown in FIG. 4B] After removing the LTO film 22, a polysilicon film is arranged on the entire surface of the wafer, and then the polysilicon film is patterned to form the gate electrode 6.

【0044】〔図5(a)に示す工程〕ウェハ表面全面
にパッシベーション膜9を配置したのち、パターニング
してパッシベーション膜9にn型ソース領域3と連通す
るコンタクトホールを形成する。
[Step shown in FIG. 5A] After the passivation film 9 is arranged on the entire surface of the wafer, it is patterned to form a contact hole communicating with the n-type source region 3 in the passivation film 9.

【0045】〔図5(b)に示す工程〕ウェハ表面全面
にAl膜等の導電性膜をデポジションし、n型ソース領
域3と電気的に接続されるソース電極7を形成する。
[Step shown in FIG. 5B] A conductive film such as an Al film is deposited on the entire surface of the wafer to form a source electrode 7 electrically connected to the n-type source region 3.

【0046】そして、n型ドレイン領域1の裏面側にA
l膜等の導電性膜をデポジションし、n型ドレイン領域
1と電気的に接続されるドレイン電極8を形成する。こ
のようにして、図1に示すSITが完成する。
Then, A is formed on the back surface side of the n-type drain region 1.
A conductive film such as an L film is deposited to form a drain electrode 8 electrically connected to the n-type drain region 1. In this way, the SIT shown in FIG. 1 is completed.

【0047】(第2実施形態)本実施形態は、第1実施
形態に対してSITの製造工程を変更したものである。
なお、本実施形態のSITの構成及び製造工程は、ほぼ
第1実施形態と同様であるため異なる部分についてのみ
説明する。
(Second Embodiment) In this embodiment, the manufacturing process of SIT is changed from that of the first embodiment.
Since the configuration and manufacturing process of the SIT of this embodiment are almost the same as those of the first embodiment, only different parts will be described.

【0048】以下、図7に基づいて本実施形態における
SITの製造工程について説明する。なお、本実施形態
におけるSITの製造工程において第1実施形態と同様
の部分については、図2〜図5を参照して説明を行う。
The manufacturing process of the SIT according to this embodiment will be described below with reference to FIG. In the manufacturing process of the SIT in this embodiment, the same parts as those in the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0049】まず、図2(a)に示す工程を施して、n
型ドレイン領域1の上にn型ドリフト領域2を形成す
る。その後、図7に示す工程を実施する。
First, the process shown in FIG.
An n-type drift region 2 is formed on the type drain region 1. Then, the process shown in FIG. 7 is implemented.

【0050】〔図7(a)に示す工程〕n型ドリフト領
域2の表面に、p型ゲート領域4の領域4A(図1参
照)の間が開口するLTO膜を配置し、このLTO膜を
マスクとして不活性なイオン種であるC+(炭素)のイ
オン注入を行う。このとき、イオン注入によってp型ゲ
ート領域4の領域4Aの深さまでC+が注入されるよう
にイオン注入条件を設定している。
[Step shown in FIG. 7A] An LTO film having an opening between the regions 4A (see FIG. 1) of the p-type gate region 4 is arranged on the surface of the n-type drift region 2, and this LTO film is formed. Ion implantation of C + (carbon), which is an inert ion species, is performed as a mask. At this time, the ion implantation conditions are set so that C + is implanted to the depth of the region 4A of the p-type gate region 4 by ion implantation.

【0051】これにより、C+が炭素サイトの空孔に入
り込んで、n型ドリフト領域2に存在していた結晶欠陥
が補修される。
As a result, C + enters the vacancy of the carbon site, and the crystal defect existing in the n-type drift region 2 is repaired.

【0052】そして、p型ゲート領域形成予定部分が開
口するLTO膜25をマスクとして、B+(ボロン)の
イオン注入を行う。このとき、図7(a)の工程で形成
されたC+が注入された領域よりも深くまでB+が注入さ
れるようなイオン注入条件に設定している。これによ
り、p型ゲート領域4が形成される。これにより、p型
ゲート領域4の両領域4Aの間には、C+が注入された
領域が介在した状態となり、領域4Bの間にはC+が注
入された領域が介在していない状態となる。
Then, B + (boron) ion implantation is carried out using the LTO film 25 having an opening at the p-type gate region formation planned portion as a mask. At this time, the ion implantation conditions are set such that B + is implanted deeper than the region into which C + was implanted formed in the step of FIG. 7A. As a result, the p-type gate region 4 is formed. Thus, between the two regions 4A of p-type gate region 4, a state where a region C + is injected it is interposed, between the regions 4B and state region C + is implanted is not interposed Become.

【0053】〔図7(b)に示す工程〕熱処理を施し、
注入されたB+を活性化させる。このとき、領域4Aに
おいては、両領域4Aの間においては、C+が注入され
て結晶欠陥が補修されているため、B+の横方向拡散が
抑制され、B+はほぼ注入されたそのままの位置で活性
化される。一方、領域4Bについては、両領域4Bの間
にC+が注入されていないため、横方向への拡散が進
む。これにより、領域4Bにおいては、後工程で形成す
るn型ソース領域3の下方までB+が横方向拡散する。
[Step shown in FIG. 7B] Heat treatment is performed,
Activate the injected B + . At this time, in the region 4A, as between the two regions 4A, because the C + crystal defects are implanted is repaired, B + lateral diffusion is suppressed, B + is intact was almost injected Activated in position. On the other hand, in the region 4B, since C + is not injected between the both regions 4B, diffusion in the lateral direction proceeds. As a result, in the region 4B, B + is laterally diffused to below the n-type source region 3 which will be formed in a later step.

【0054】このように、p型ゲート領域4の領域4A
の間にC+をイオン注入しておくことによっても、領域
4Aにおいては横方向拡散を抑制し、領域4Bにおいて
は横方向拡散によってn型ソース領域3の下方まで入り
込むように形成できるため、第1実施形態と同様の効果
が得られる。
In this way, the region 4A of the p-type gate region 4 is formed.
Even if C + is ion-implanted between the regions, the lateral diffusion can be suppressed in the region 4A and the region 4B can be formed so as to penetrate below the n-type source region 3 by the lateral diffusion. The same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0055】この後、第1実施形態と同様に図4、図5
に示す工程を実施することにより、本実施形態における
SITが完成する。
After this, as in the first embodiment, as shown in FIGS.
The SIT in this embodiment is completed by carrying out the process shown in FIG.

【0056】なお、本実施形態のSITの構造は、p型
ゲート領域4の領域4AにはC+が存在しておらず、両
領域4Aの間にC+が存在した状態となっている点が第
1実施形態と異なるが、他の構成については同様であ
る。
The SIT structure of this embodiment is such that C + does not exist in the region 4A of the p-type gate region 4 and C + exists between both regions 4A. Is different from the first embodiment, but the other configurations are the same.

【0057】(他の実施形態)上記第1実施形態におい
ては、p型ゲート領域4の領域4Aに不活性なイオン種
としてC+をイオン注入しており、第2実施形態におい
ては、両領域4Aの間に不活性なイオン種としてC+
イオン注入するようにしているが、これら両方に不活性
なイオン種をイオン注入するようにしてもよい。
(Other Embodiments) In the first embodiment, C + is ion-implanted as an inert ion species into the region 4A of the p-type gate region 4, and in the second embodiment, both regions are implanted. Although C + is ion-implanted as the inactive ion species during 4A, the inactive ion species may be ion-implanted into both of them.

【0058】又、上記各実施形態では、不活性なイオン
種としてC+を用いているが、他の不活性なイオン種、
例えばAr(アルゴン)、He(ヘリウム)、Si(シ
リコン)などを用いてもよい。
In each of the above embodiments, C + is used as the inactive ionic species, but other inactive ionic species,
For example, Ar (argon), He (helium), Si (silicon), or the like may be used.

【0059】また、上記実施形態においては、p型ゲー
ト領域4の領域4AにおけるB+の熱拡散を抑制するた
めに、C+のイオン注入を実施したが、他の方法を用い
ることも可能である。例えば、領域4Aにはp型不純物
のうちでも熱拡散量が非常に小さいAl+を用い、領域
4Bには熱拡散量が大きなB+ を用いるようにしても、
上記実施形態と同様に、領域4Aにおいてはイオン注入
されたほぼそのままの状態で注入された不純物の活性化
が行われ、領域4Bにおいてはn型ソース領域3の下方
まで入り込むようにすることができるため、上記実施形
態と同様の効果が得られる。なお、方位を示す場合、本
来ならば所望の数字の上にバー(−)を付すべきである
が、表現の制約上、所望の数字の後ろにバーを付して示
すこととする。
Further, in the above embodiment, C + ion implantation is carried out in order to suppress thermal diffusion of B + in the region 4A of the p-type gate region 4, but other methods can be used. is there. For example, even if Al + having a very small thermal diffusion amount is used for the region 4A and B + having a large thermal diffusion amount is used for the region 4B,
Similar to the above-described embodiment, the implanted impurities are activated in the region 4A in the substantially ion-implanted state, and the impurities are allowed to enter below the n-type source region 3 in the region 4B. Therefore, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. In addition, when indicating the azimuth, a bar (-) should normally be attached above the desired number, but due to the limitation of the expression, the bar is attached after the desired number.

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

【図1】本発明の第1実施形態におけるSITの断面構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a SIT according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すSITの製造工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the SIT shown in FIG.

【図3】図2に続くSITの製造工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the SIT manufacturing process following FIG. 2;

【図4】図3に続くSITの製造工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the SIT manufacturing process following FIG. 3;

【図5】図4に続くSITの製造工程を示す図である。FIG. 5 is a view showing the SIT manufacturing process following FIG. 4;

【図6】Bをイオン注入後に熱拡散させたときの拡散量
の変化を示す図であり、(a)は(0001)Si面へ
イオン注入を行った場合、(b)は(11−00)a面
へイオン注入を行った場合、(c)は(112−0)a
面へイオン注入を行った場合を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in the amount of diffusion when B is thermally diffused after ion implantation. (A) shows the case where the (0001) Si plane is ion-implanted, and (b) shows (11-00). ) When ion implantation is performed on the a-plane, (c) is (112-0) a.
It is a figure which shows the case where the ion implantation was performed to the surface.

【図7】第2実施形態におけるSITの製造工程を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of an SIT according to the second embodiment.

【図8】従来のSITの断面構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional SIT.

【図9】従来のSITにおける逆バイアス時の耐圧を調
べた結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a result of examining a withstand voltage at the time of reverse bias in a conventional SIT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n型ドレイン領域、2…n型ドリフト領域、3…n
型ソース領域、4(4A、4B)…p型ゲート領域、6
…ゲート電極、7…ソース電極、8…ドレイン電極、9
…パッシベーション膜。
1 ... n type drain region, 2 ... n type drift region, 3 ... n
Type source region, 4 (4A, 4B) ... p-type gate region, 6
... gate electrode, 7 ... source electrode, 8 ... drain electrode, 9
... passivation film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−294471(JP,A) 特開 昭57−172765(JP,A) 特開 昭59−52882(JP,A) 特開 平10−308510(JP,A) 特開 昭59−108366(JP,A) 特開2000−216407(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 29/778 H01L 29/80 H01L 29/812 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-10-294471 (JP, A) JP-A-57-172765 (JP, A) JP-A-59-52882 (JP, A) JP-A-10- 308510 (JP, A) JP 59-108366 (JP, A) JP 2000-216407 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 29 / 778 H01L 29/80 H01L 29/812

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主表面と該主表面の反対面を有する低抵
抗なドレイン領域(1)と、 前記ドレイン領域の前記主表面に形成され、該ドレイン
領域よりも高抵抗な第1導電型のドリフト領域(2)
と、 前記ドリフト領域の表層部に形成され、該ドリフト領域
よりも低抵抗な第1導電型のソース領域(3)と、 前記ドリフト領域の表層部において、前記ソース領域の
両側のそれぞれに該ソース領域から離間した状態で形成
された第2導電型のゲート領域(4)と、 前記ゲート領域上に形成され、該ゲート領域に電気的に
接続されたゲート電極(6)と、 前記ソース領域上に形成され、該ソース領域に電気的に
接続されたソース電極(7)と、 前記ドレイン領域のうち前記反対面に形成され、該ドレ
イン領域に電気的に接続されたドレイン電極(8)とを
備え、 前記ゲート領域は、p型半導体で構成され、 前記ドリフト領域の表面から前記ソース領域よりも接合
深さが深い位置まで形成された第1の領域(4A)と、 該第1の領域よりも接合深さが深く形成されており、前
記ソース領域の下方まで入り込むように構成された第2
の領域(4B)とを備えており、 前記第2の領域は、前記第1の領域よりも不純物濃度が
低くされ、前記第1の領域にはp型不純物としてAl+
が用いられ、前記第2の領域にはp型不純物としてB+
が用いられていることを特徴とする炭化珪素半導体装
置。
1. A low-resistance drain region (1) having a main surface and a surface opposite to the main surface; and a first-conductivity-type drain region (1) formed on the main surface of the drain region and having a higher resistance than the drain region. Drift region (2)
A source region (3) of the first conductivity type formed on the surface layer portion of the drift region and having a resistance lower than that of the drift region; and the source on each side of the source region in the surface layer portion of the drift region. A second conductive type gate region (4) formed apart from the region; a gate electrode (6) formed on the gate region and electrically connected to the gate region; and on the source region. A source electrode (7) formed in the drain region and electrically connected to the source region, and a drain electrode (8) formed on the opposite surface of the drain region and electrically connected to the drain region. The gate region is formed of a p-type semiconductor, and includes a first region (4A) formed from a surface of the drift region to a position where a junction depth is deeper than that of the source region, and the first region (4A). Junction depth are formed deep, the second configured to penetrate to the lower of the source region
Region (4B), the second region has a lower impurity concentration than the first region, and the first region has Al + as a p-type impurity.
Is used, wherein the second region B as a p-type impurity +
Carbonization silicon semiconductor device you characterized in that is used.
【請求項2】 前記第1の領域には、不活性なイオン種
がドーピングされていることを特徴とする請求項1に記
載の炭化珪素半導体装置。
2. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is doped with an inert ion species.
【請求項3】 前記ソース領域の両側のそれぞれに形成
された前記第1の領域の間において、前記ドリフト領域
には、不活性なイオン種がドーピングされていることを
特徴とする請求項1又は2に記載の炭化珪素半導体装
置。
3. The drift region is doped with an inert ion species between the first regions formed on both sides of the source region, respectively. 2. The silicon carbide semiconductor device according to 2.
【請求項4】 主表面と該主表面の反対面を有する低抵
抗なドレイン領域(1)の前記主表面に、該ドレイン領
域よりも高抵抗な第1導電型のドリフト領域(2)が備
えられ、該ドリフト領域の表層部に、該ドリフト領域よ
りも低抵抗な第1導電型のソース領域(3)が形成され
ていると共に、該ソース領域の両側のそれぞれに第2導
電型のゲート領域(4)が形成されてなる炭化珪素半導
体装置の製造方法において、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記ゲート領域の形
成予定部分に、前記ソース領域よりも深い所定深さまで
不活性なイオン種をイオン注入する工程と、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記不活性なイオン
種が注入された領域(4A)及び該不活性なイオン種が
注入された深さよりも深い領域まで第2導電型不純物を
イオン注入する工程と、 熱処理により、前記第2導電型不純物を活性化し、前記
不活性なイオン種が注入された深さまでにおいては、該
第2導電型不純物の横方向拡散を抑制させ、前記不活性
なイオン種が注入された深さよりも深い領域において
は、該第2導電型不純物を横方向拡散させ前記ソース領
域の下方まで入り込むようにして、前記ゲート領域を形
成する工程と、 前記ドリフト領域の表層部に、前記ゲート領域から離間
するように前記ソース領域を形成する工程と、 を含んでいることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製
造方法。
4. A drift region (1) of the first conductivity type having a higher resistance than the drain region is provided on the main surface of a drain region (1) having a low resistance having a main surface and a surface opposite to the main surface. And a source region (3) of the first conductivity type having a resistance lower than that of the drift region is formed on a surface layer portion of the drift region, and a gate region of the second conductivity type is provided on both sides of the source region. In the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device including (4), an ion species that is inactive to a predetermined depth deeper than the source region is formed in a portion of the surface region of the drift region where the gate region is to be formed. A step of implanting ions, and a region (4A) of the surface layer portion of the drift region into which the inactive ionic species is implanted and a region of the second conductivity type deeper than a depth in which the inactive ionic species are implanted. Impurities The step of injecting on and the heat treatment activate the impurities of the second conductivity type, and suppress the lateral diffusion of the impurities of the second conductivity type up to the depth to which the inactive ion species are implanted. Forming a gate region by laterally diffusing the second conductivity type impurity so as to enter below the source region in a region deeper than a depth into which the active ion species is implanted; and the drift region. And a step of forming the source region on the surface layer portion so as to be separated from the gate region, the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
【請求項5】 主表面と該主表面の反対面を有する低抵
抗なドレイン領域(1)の前記主表面に、該ドレイン領
域よりも高抵抗な第1導電型のドリフト領域(2)が備
えられ、該ドリフト領域の表層部に、該ドリフト領域よ
りも低抵抗な第1導電型のソース領域(3)が形成され
ていると共に、該ソース領域の両側のそれぞれに第2導
電型のゲート領域(4)が形成されてなる炭化珪素半導
体装置の製造方法において、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記ソース領域の両
側に配置される前記ゲート領域それぞれの形成予定部分
の間に、前記ソース領域よりも深い所定深さまで不活性
なイオン種をイオン注入する工程と、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記ゲート領域の形
成予定部分に、前記不活性なイオン種が注入された深さ
よりも深い領域まで第2導電型不純物をイオン注入する
工程と、 熱処理により、前記第2導電型不純物を活性化し、前記
不活性なイオン種が注入された深さまでにおいては、該
第2導電型不純物の横方向拡散を抑制させ、前記不活性
なイオン種が注入された深さよりも深い領域において
は、該第2導電型不純物を横方向拡散させ前記ソース領
域の下方まで入り込むようにして、前記ゲート領域を形
成する工程と、 前記ドリフト領域の表層部に、前記ゲート領域から離間
するように前記ソース領域を形成する工程と、 を含んでいることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製
造方法。
5. A drift region (1) of the first conductivity type having a higher resistance than the drain region is provided on the main surface of a drain region (1) having a low resistance having a main surface and a surface opposite to the main surface. And a source region (3) of the first conductivity type having a resistance lower than that of the drift region is formed on a surface layer portion of the drift region, and a gate region of the second conductivity type is provided on both sides of the source region. In the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device having (4) formed therein, the source region is formed between portions of the surface layer portion of the drift region where the gate regions are arranged on both sides of the source region. A step of implanting an inactive ionic species to a deeper predetermined depth, and a surface layer portion of the drift region, in a portion where the gate region is to be formed, than the depth at which the inactive ionic species is implanted. A step of implanting the second conductivity type impurity up to a certain region, and heat treating to activate the second conductivity type impurity, and to reach the depth to which the inert ion species are implanted, the second conductivity type impurity Lateral diffusion is suppressed, and in a region deeper than the depth at which the inert ion species are implanted, the second conductivity type impurity is laterally diffused and penetrates below the source region to form the gate region. And a step of forming the source region on the surface layer portion of the drift region so as to be separated from the gate region. 4. A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, comprising:
【請求項6】 前記ゲート領域を形成する工程では、前
記不活性なイオン種が注入された深さよりも深い領域に
おいて、前記第2導電型不純物を<112−0>方向に
横拡散させることを特徴とする請求項又はに記載の
炭化珪素半導体装置の製造方法。
6. In the step of forming the gate region, the second conductivity type impurity is laterally diffused in a <112-0> direction in a region deeper than a depth into which the inert ion species are implanted. the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to claim 4 or 5, wherein.
【請求項7】 前記第2導電型不純物をイオン注入する
工程では、前記第2導電型不純物としてB(ボロン)の
イオン注入を行い、 前記不活性なイオン種をイオン注入する工程では、前記
不活性なイオン種としてC(炭素)のイオン注入を行う
ことを特徴とする請求項乃至のいずれか1つに記載
の炭化珪素半導体装置の製造方法。
7. The step of implanting the second conductivity type impurity by ion implantation of B (boron) as the second conductivity type impurity, and the step of implanting the inert ion species by the ion implantation of the inert ion species. the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that ion implantation is performed C (carbon) as active ion species.
【請求項8】 主表面と該主表面の反対面を有する低抵
抗なドレイン領域(1)の前記主表面に、該ドレイン領
域よりも高抵抗なn型のドリフト領域(2)が備えら
れ、該ドリフト領域の表層部に、該ドリフト領域よりも
低抵抗なn型ののソース領域(3)が形成されていると
共に、該ソース領域の両側のそれぞれにp型のゲート領
域(4)が形成されてなる炭化珪素半導体装置の製造方
法において、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記ゲート領域形成
予定部分に、前記ソース領域よりも深い所定深さまでA
l(アルミニウム)をイオン注入する工程と、 前記ドリフト領域の表層部のうち、前記ゲート領域形成
予定部分に、前記Alが注入された領域よりも深い領域
にB(ボロン)をイオン注入する工程と、 熱処理により、前記Al及び前記Bを活性化し、前記B
を前記ソース領域の下方まで入り込むように横方向拡散
させて、前記ゲート領域を形成する工程と、 前記ドリフト領域の表層部に、前記ゲート領域から離間
するように前記n型ソース領域を形成する工程と、 を含んでいることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製
造方法。
8. An n-type drift region (2) having a higher resistance than the drain region is provided on the main surface of a low resistance drain region (1) having a main surface and a surface opposite to the main surface, An n-type source region (3) having a resistance lower than that of the drift region is formed in a surface layer portion of the drift region, and p-type gate regions (4) are formed on both sides of the source region. In the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device as described above, in a portion of the surface layer portion of the drift region where the gate region is to be formed, a depth A deeper than the source region is formed.
l (aluminum) is ion-implanted, and B (boron) is ion-implanted in a region deeper than the Al-implanted region in the surface layer portion of the drift region. The heat treatment activates the Al and the B,
Laterally diffusing so as to enter below the source region to form the gate region, and forming the n-type source region on the surface layer portion of the drift region so as to be separated from the gate region. A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, comprising:
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