(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程、
ａ）第１の導電形の第１の層（２）の表面内にドーパントを注入することにより第２の導電形の領域（３）を形成し、
ｂ）第１の層（２）及び第２の導電形の領域（３）の上に第１の導電形の第２の層（４）をエピタキシャル析出し、このエピタキシャル析出と同時に前記第２の導電形の領域（３）からドーパントを全面的に拡散させてベース領域（５）を形成し、
ｃ）第２の層（４）の表面内のベース領域（５）の上方にソース領域（６）を形成し、
ｄ）第２の導電形の領域（３）が、ソース領域（６）と同一もしくはそれ以上の横方向の寸法を与えられており、
ｅ）ソース領域（６）及びベース領域（５）内にベース領域（５）の最大ドーパント値の部位（３′）にまで達する接触開口（１０）を形成し、
ｆ）ソース領域（６）とベース領域（５）を接触開口（１０）内に達する金属層（１１）により互いに電気的に接続する
を特徴とする電界効果により制御可能な半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
以下の工程、
ａ）第１の導電形の第１の層（２）の表面内にドーパントを注入することにより第２の導電形の領域（１６）を形成し、
ｂ）第１の層（２）の表面内に垂直なゲート電極（２１）を収容するために規定の大きさのトレンチ（１５）を形成し、それにより多数の第２の導電形の領域（１６）を形成し、
ｃ）第２の導電形の領域（１６）上及びトレンチ（１５）の壁面に、第１の導電形の第２の層（１７）をエピタキシャル析出し、このエピタキシャル析出と同時に前記第２の導電形の領域（１６）からドーパントを全面的に拡散させてベース領域（１９）を形成し、
ｄ）第２の層（１７）内の半導体基体の表面にソース領域（１８）を形成し、
ｅ）半導体基体の表面のソース領域（１８）、第２の層（１７）およびベース領域（１９）内に、第２の導電形の領域（１６）の最高ドーパント値の部位にまで達する接触開口（２４）を形成し、
ｇ）ソース領域（１８）、第２の層（１７）及び第２の導電形の領域（１６）を接触開口（２４）内に達する金属層（２５）により互いに電気的に接続する
ことを特徴とする電界効果により制御可能な半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
ソース領域（６、１８）をドーパントの注入により形成することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
半導体基体の表面内に第２の層（４、１７）をエピタキシャル析出し、ソース領域（６、１８）及びベース領域（５、ｌ９）の形成後全面的にドーパントを注入することを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。
【請求項５】
ベース領域（５、１９）及びソース領域｛６、１８）をセル状に形成することを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の方法。
【請求項６】
第２の層（４、１７）のエピタキシャル析出に次いでこの第２の層をエピタキシャル析出時の温度よりも高い温度に半導体デバイスを曝すことを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界効果により制御可能の半導体デバイスを製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような半導体デバイスは例えばパワーＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴであってもよい。この両タイプのパワー半導体デバイスの共通の問題は、ドレイン領域又は内部領域に形成された少数キャリアが半導体デバイスの過負荷時にソース領域とベース領域との間のｐｎ接合に極めて高い電圧降下が生じ、寄生バイポーラ構造が形成されるおそれがある点にある。これが生じると、半導体デバイス内の電流は著しく高まり、半導体デバイスは二次的なブレークダウンにより破壊される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、その構造を上述の二次的なブレークダウンを回避するように形成することのできる半導体デバイスを製造するための方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により、その請求項１又は２のいずれかの特徴に基づくことにより解決される。
【０００５】
【実施例】
本発明を２つの実施例及び図面に基づき以下に詳述する。
【０００６】
図１及び図２による半導体デバイスは半導体物質からなる第１の層２が施されている基板１を土台とする。この層２はエピタキシャルに基板１上に析出可能である。しかしこの層２は棒状半導体から切り出されたウェハであってもよく、このウェハの下側に注入又は拡散によりドーパントが入れられ、これが次いで基板１をに形成する。層２は形成すべき半導体デバイスのドレイン領域の一部をなす。層２の厚さは５〜１００μｍであってもよい。
【０００７】
層２の上側にドーパントの注入により第２の導電形の領域３が形成される。ドーパントは例えば析出酸化物又は構造化され部分的に成長させられた酸化物の構造化されたマスクを介して第１の層２の表面内に注入可能である。ドーパント投与量としては例えば≧１０15ｃｍ-2のホウ素が適している。
【０００８】
次いで表面全体に、即ち第１の層２の空いている表面及び領域３の表面上にエピタキシャルに第１の導電形の半導体物質を析出する。その際第２の層４（図２参照）が例えば０．１〜５μｍの厚さで生じる。層２及び４は共に半導体デバイスのドレイン領域を構成する。第２の層４のドーピング濃度は第１の層２の濃度に相当するものであってもよいが、しかしそれより高濃度であってもよい。第２の層４のエピタキシャル析出は一般に９００〜１０００℃の温度で行われる。その際第２の導電形のドーパントは領域３から全面的に散乱される。その際ベース領域５が生じる。最高ドーパント濃度値は元の注入された領域３の部位にある。最高のドーパント値の部位は図２に破線で示されており、３′と符号付けられている。半導体基体の表面、即ち第２の層４の表面に向かって部位３′からベース領域５のドーパント濃度は側方及び基板１の方向と同様に減少していく。ベース領域５とドレイン領域２、４との間のｐｎ接合は１２と符号付られている。表面の比較的僅かなドーピングによりカットオフ電圧は低く保持される。
【０００９】
次いで半導体基体の表面は酸化物層７で覆われ、その上にポリシリコン層が析出される。このポリシリコン層は構造化されてゲート電極８が形成される。引続きベース領域５の表面内にゲート電極をマスクとして使用して第１の導電形のドーパントが注入され、ソース領域６が形成される。
【００１０】
もう１つの酸化物層９をゲート電極８上に析出した後ソース領域６とベース領域５の範囲内に接触開口１０を形成する。この接触開口１０はソース領域６を通ってベース領域５の最高ドーパント値の部位３′まで達している。この最高ドーパント値の部位３′はソース領域６の横方向に突出しており、ゲート電極８の下まで達している。第２の酸化物層９の表面上には金属層１１が析出され、これはソース領域６ともベース領域５とも接触する。最高ドーパント値の部位３′の大きな横方向寸法により層２から出てくる少数キャリアは捕らえられ、ソース電極１１に達する。領域３の高い導電率によりソース領域６とベース領域５との間のｐｎ接合の電圧降下は、キャリアを放出するのに必要な０．５Ｖに達するには十分ではない。
【００１１】
図３による半導体デバイスは図２による半導体デバイスとは、主として第１の層２内に垂直なゲート電極２１が絶縁して配置されているトレンチ１５を備えている点で異なっている。図３による半導体デバイスはトレンチを形成する前に第１の層２の表面全体に第２の導電形のドーパントを注入するようにして形成される。これが層１６を形成する。引続きトレンチ１５が形成され、この部分から層１６は除去される。次に第２の層１７がエピタキシャルに析出され、この層１７はトレンチ１５の壁面も含めて半導体基体の表面全体に載っている。エピタキシャル成長の際に層１６内に含まれているドーパントは第１の層２内にも第２の層１７内にも散乱される。ドーパントはトレンチ１５の壁面に析出されている第２の層１７の一部にもドープされる。領域１６からのドーパントの拡散によりトレンチ１５の側壁にまで達するベース領域１９が形成される。拡散は第２の層１７の水平な表面にまで行われる必要はないが、しかしそうしても一般には害にならない。
【００１２】
トレンチ１５の外側の第２の層１７の表面内には第１の導電形のドーパントが注入され、ソース領域１８が形成される。トレンチ１５内に達するような第２の層１７内への注入は適切にマスクを施すことにより阻止される。
【００１３】
領域１８上及びトレンチ１５内に第１の酸化物層を析出した後ゲート電極２１をトレンチ１５内に形成する。引続きゲート電極２１をもう１つの酸化物層により覆う。両酸化物層は分かりやすくするために１つの符号２２だけを付られている。更に酸化物層２２のソース領域１８及びベース領域１９の範囲内に接触開口２４が設けられる。これらの接触開口は図２による実施例と同様にベース領域
１９の最高ドーパント濃度値の部位１６にまで達している。ベース領域１９とドレイン領域との間のｐｎ接合は２０と符号付けられている。接触開口２４の形成後表面全体に金属層２５が施され、これはソース領域１８を接触化し、またベース領域１９を最高ドーパント濃度値の部位１６で接触化する。
【００１４】
その際ベース領域１９の最高ドーパント値の部位１６はトレンチからトレンチまで達している。従って半導体基体の内部から出てくる少数キャリアは高ドープされている部位１６により図２による実施例のようにして極めて効率的に捕らえられ、ソース電極２５である金属層へと誘導される。
【００１５】
基板１はパワーＭＯＳＦＥＴではドレイン領域２、４と同じ導電形を有しているが、しかし実際にはこれらよりも高くドープされている。ＩＧＢＴでは基板１は領域２とは反対の導電形を有する。
【００１６】
ベース領域及びソース領域はセル状に形成されると有利である。エピタキシャル析出の場合その温度はベース領域を形成するには十分ではないので、引続きより高い温度で後拡散してもよい。カットオフ電圧の調整にはベース領域及びソース領域の形成後半導体基体の表面内に全面的に更にドーパントを注入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の半導体デバイスの一工程段階の断面図。
【図２】第１の実施例の完成段階の半導体デバイスの断面図。
【図３】本発明の第２の実施例による半導体デバイスの完成断面図。
【符号の説明】
１  基板
２  第１の層
３  第２の導電形の領域（ドレイン領域）
４、１７  第２の層（ドレイン領域）
５、１９  ベース領域
６、１８  ソース領域
７、９、２２  酸化物層
８、２１  ゲート電極
１０、２４  接触開口
１１、２５  金属層（ソース電極）
１２、２０  ｐｎ接合
１５  トレンチ
３′、１６  最高ドーパント濃度値の部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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