【手続補正書】
【提出日】平成27年8月19日(2015.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、炭化珪素半導体装置に関するものであり、特に、ゲート絶縁膜を有する炭化珪素半導体装置に関するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
特開平９−１９１１０９号公報において、典型的なＳｉ  ＭＯＳＦＥＴについて、Ｓｉの物性値から得られる理論限界を考慮しつつ、オン抵抗と耐圧との間のトレードオフ関係の説明がなされている。そしてこのトレードオフを解消するために、ドレイン電極上のｎ型基板の上のｎベース層中において、下側のｐ型埋込層と、上側のｐ型埋込層とを付加することが開示されている。下側のｐ型埋込層および上側の埋込層によってｎベース層は、各々等しい厚さを有する下段と中段と上段とに区分される。この公報によれば、３つの段の各々によって等しい電圧が分担され、各段の最大電界が限界電界強度以下に保たれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の炭化珪素半導体装置によれば、緩和領域の不純物ドーズ量が、Ｄrx＞Ｌd・Ｎdを満たすように大きくされる。これにより、炭化珪素半導体装置がオフ状態とされることで第１および第２の電極間の電圧が高まった際に、緩和領域から炭化珪素層の第１の主面へ空乏層が十分に延びる前に緩和領域が完全に空乏化してしまうことが防止される。これにより緩和領域と第１の主面との間に、十分な長さを有する空乏層が形成され得る。よって、第１および第２の電極間の電圧について、緩和領域と第１の主面との間の部分で負担される割合が高められる。言い換えれば、緩和領域よりも浅い部分で負担される電圧が軽減される。これにより、緩和領域よりも浅い部分での電界強度を小さくすることができる。言い換えれば、電界集中によって破壊が生じやすい部分での電界強度を小さくすることができる。これにより、破壊が生じることなく第１および第２の電極間により高い電圧を印加することができる。つまり炭化珪素半導体装置の耐圧が高められる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
好ましくは、緩和領域７１はｐボディ層８２から１μｍ以上５μｍ以下離れている。緩和領域７１の単位体積当たりの不純物濃度を厚さ方向（図１の縦方向）に積分した値は、緩和領域７１を形成するためのイオン注入のドーズ量に対応する。このドーズ量は、好ましくは１×１０12ｃｍ-2以上１×１０15ｃｍ-2以下であり、たとえば１×１０13ｃｍ-2である。緩和領域７１が有する不純物は、たとえばアルミニウムである。緩和領域７１は少なくとも部分的に、トレンチＴＲの底面ＢＴの位置よりも深い位置に設けられている。好ましくは緩和領域７１は、図１に示すように、トレンチＴＲの底面ＢＴの位置よりも深い位置にのみ設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
なおこのシミュレーションにおいては、ｎドリフト層８１の不純物濃度は８×１０15ｃｍ-3とされ、ソース配線層９５に対するドレイン電極９８の電圧は６００Ｖとされ、トレンチＴＲの深さは１．６５μｍとされ、緩和領域７１の深さ位置は上面Ｐ２から３μｍとされ、緩和領域７１の不純物はアルミニウムとされ、緩和領域７１の幅（図１における横方向の寸法）は２μｍとされ、緩和領域７１の形成時の加速エネルギーは１００ｋｅＶとされ、緩和領域７１の形成時のドーズ量は１×１０13ｃｍ-2とされた。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図７に示すように、ｎドリフト層８１上にｐボディ層８２およびｎ領域８３が形成される。図８に示すように、ｐボディ層８２上にｐコンタクト領域８４が形成される。これらの形成は、たとえばｎドリフト層８１（図６）上へのイオン注入により行い得る。ｐボディ層８２およびコンタクト領域８４を形成するためのイオン注入においては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）などの、ｐ型を付与するための不純物がイオン注入される。またｎ領域８３を形成するためのイオン注入においては、たとえばリン（Ｐ）などの、ｎ型を付与するための不純物がイオン注入される。なおイオン注入の代わりに、不純物の添加をともなうエピタキシャル成長が用いられてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
なおこのシミュレーションにおいては、ｎドリフト層８１の不純物濃度は８×１０15ｃｍ-3とされ、ソース配線層９５に対するドレイン電極９８の電圧は６００Ｖとされ、トレンチＴＲの深さは１．６５μｍとされ、緩和領域７３の深さ位置は上面Ｐ２から５μｍとされ、緩和領域７３の不純物はアルミニウムとされ、緩和領域７３の幅（図１９における横方向の寸法）は２μｍとされ、緩和領域７３の形成時の加速エネルギーは１００ｋｅＶとされ、緩和領域７３の形成時のドーズ量は１×１０13ｃｍ-2とされた。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
上記各実施の形態においては、平面視（図３、図１５、図１６、図１８および図２０）において、緩和領域の構造がトレンチＴＲの構造の周期に対応した周期を有している。しかしながら緩和領域の構造は他の周期を有してもよい。あるいは緩和領域はランダムに配置されてもよい。このように、トレンチＴＲの周期構造と対応しない周期構造またはランダム構造が用いられる場合、各緩和領域の間隔は２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。間隔が２μｍ以上とされることで、緩和領域による電流狭窄の影響を小さくすることができる。また間隔が５μｍ以下とされることで、緩和領域による電界緩和の効果を十分なものとすることができる。またトレンチＴＲの周期構造と対応しない周期構造またはランダム構造が用いられる場合、緩和領域の形成時に用いられる注入マスクは、精密なアラインメントなしに形成され得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
なお図１７を参照して、このシミュレーションにおいては、ｘｙ座標系におけるトレンチ角部の座標（４．６μｍ，  １．６５μｍ）、下部ドリフト層８１ａの不純物濃度４．５×１０15ｃｍ-3、上部ドリフト層８１ｂの不純物濃度７．５×１０15ｃｍ-3、および、緩和領域７１の不純物ドーズ量１．０×１０13ｃｍ-2、の条件を用いて行った。距離Ｌtrが比較的小さい構造をシミュレーションするための第１の計算においては、下部ドリフト層８１ａの厚さを８μｍ、上部ドリフト層８１ｂの厚さを４μｍとし、緩和領域７１の延在範囲をｘ＝０〜２μｍ（距離Ｌtr＝３．５μｍ）、ｘ＝１〜３μｍ（距離Ｌtr＝２．８４μｍ）、ｘ＝２〜４μｍ（距離Ｌtr＝２．４３μｍ）、およびｘ＝３〜５μｍ（距離Ｌtr＝２．３８μｍ）とした。距離Ｌtrが比較的大きい構造をシミュレーションするための第２の計算においては、下部ドリフト層８１ａの厚さを６μｍ、上部ドリフト層８１ｂの厚さを６μｍとし、緩和領域７１の延在範囲をｘ＝０〜２μｍ（距離Ｌtr＝５．０７μｍ）、ｘ＝１〜３μｍ（距離Ｌtr＝４．６３μｍ）、ｘ＝２〜４μｍ（距離Ｌtr＝４．３９μｍ）、およびｘ＝３〜５μｍ（距離Ｌtr＝４．３７μｍ）とした。