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公開番号2025025361
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130058
出願日2023-08-09
発明の名称半導体装置及び半導体装置の製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250214BHJP()
要約【課題】半導体装置の信頼性を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、ドリフト層と、ソース領域及びコンタクト領域のそれぞれとの間に設けられ、コンタクト領域よりも第2導電型の不純物濃度が低い、第2導電型を有するボディ領域と、ソース領域、コンタクト領域、及び、ボディ領域を貫通してドリフト層に達するトレンチの内面のうち、少なくともコンタクト領域に対応する部分上に設けられ、コンタクト領域よりも結晶欠陥が少ないチャネル層とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型を有するドリフト層と、
前記ドリフト層の上方に選択的に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、
前記ドリフト層の上方に選択的に設けられ、第２導電型を有するコンタクト領域と、
前記ドリフト層と、前記ソース領域及び前記コンタクト領域のそれぞれとの間に設けられ、前記コンタクト領域よりも前記第２導電型の不純物濃度が低い、前記第２導電型を有するボディ領域と、
前記ソース領域、前記コンタクト領域、及び、前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチの内面のうち、少なくとも前記コンタクト領域に対応する部分上に設けられ、前記コンタクト領域よりも結晶欠陥が少ないチャネル層と、
前記トレンチの前記内面に沿って設けられたゲート絶縁膜と、
前記トレンチ内の前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と
を備える、半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記コンタクト領域は、平面視においてストライプ形状を有する、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記ボディ領域及び前記コンタクト領域は、炭化珪素を含む、半導体装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記コンタクト領域と前記ゲート絶縁膜との間の前記チャネル層の厚みは、５００ｎｍ以下である、半導体装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記チャネル層は、前記第１導電型または前記第２導電型を有する、半導体装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記チャネル層は、前記コンタクト領域の上面の一部を覆う、半導体装置。
【請求項７】
第１導電型を有するドリフト層の上方に選択的に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、前記ドリフト層の上方に選択的に設けられ、第２導電型を有するコンタクト領域と、前記ドリフト層と、前記ソース領域及び前記コンタクト領域のそれぞれとの間に設けられ、前記コンタクト領域よりも前記第２導電型の不純物濃度が低い、前記第２導電型を有するボディ領域とを、イオン注入によって形成する工程と、
前記ソース領域、前記コンタクト領域、及び、前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの内面のうち、少なくとも前記コンタクト領域に対応する部分上に、前記コンタクト領域よりも結晶欠陥が少ないチャネル層を形成する工程と、
前記トレンチの前記内面に沿ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチ内の前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記チャネル層を形成する工程は、
前記トレンチの前記内面にエピタキシャル層を形成する工程と、
１回以上の傾斜イオン注入によって、前記エピタキシャル層の側面に前記第１導電型または前記第２導電型の不純物を注入する工程と
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記１回以上の傾斜イオン注入は、異なるイオン注入角度で行われる複数回の傾斜イオン注入である、半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ソース領域のトレンチの内面に、エピタキシャル成長によってチャネル層が形成された半導体装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２５９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、ゲート絶縁膜とコンタクト領域との間にソース領域が設けられており、ゲート絶縁膜とコンタクト領域とが互いに接していない。しかしながら、平面視においてコンタクト領域がストライプ状を有する構成では、ゲート絶縁膜とコンタクト領域とが互いに接する。
【０００５】
一般的に、コンタクト領域は、高濃度の不純物のイオン注入によって形成されることから、多数の結晶欠陥を有する。このため、ゲート絶縁膜とコンタクト領域とが互いに接する構成では、ゲート電圧の電界が、コンタクト領域の結晶欠陥部分とゲート絶縁膜との界面に局所的に集中したり、コンタクト領域の結晶欠陥部分に起因する欠陥が、ゲート絶縁膜に生じたりする。この結果、半導体装置にリーク電流が生じ、半導体装置の信頼性が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の信頼性を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る半導体装置は、第１導電型を有するドリフト層と、前記ドリフト層の上方に選択的に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、前記ドリフト層の上方に選択的に設けられ、第２導電型を有するコンタクト領域と、前記ドリフト層と、前記ソース領域及び前記コンタクト領域のそれぞれとの間に設けられ、前記コンタクト領域よりも前記第２導電型の不純物濃度が低い、前記第２導電型を有するボディ領域と、前記ソース領域、前記コンタクト領域、及び、前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチの内面のうち、少なくとも前記コンタクト領域に対応する部分上に設けられ、前記コンタクト領域よりも結晶欠陥が少ないチャネル層と、前記トレンチの前記内面に沿って設けられたゲート絶縁膜と、前記トレンチ内の前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、コンタクト領域よりも結晶欠陥が少ないチャネル層が、トレンチの内面のうち、少なくともコンタクト領域に対応する部分上に設けられている。このような構成によれば、半導体装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「表」または「裏」などの特定の位置及び方向は、実際の実施時の位置及び方向とは必ず一致しなくてもよい。また、ある部分が別部分よりも濃度が高いことは、例えば、ある部分の濃度の平均が、別部分の濃度の平均よりも高いことを意味するものとする。逆に、ある部分が別部分よりも濃度が低いことは、例えば、ある部分の濃度の平均が、別部分の濃度の平均よりも低いことを意味するものとする。また、以下では第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型であるとして説明するが、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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