(57)【要約】【課題】  ボディダイオードの順電圧を低下し得るＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法を提供する。【解決手段】  ＳｉＣ基板上に、ｎ型のドリフト領域、ｐ型の第１ボディ領域、ｐ型のコンタクト領域をエピタキシャル成長によって形成する。コンタクト領域に、第１ボディ領域を露出させる開口をエッチングによって形成し、開口内に露出する第１ボディ領域上にｐ型の第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する。ｎ型のソース領域をエピタキシャル成長によって形成し、ソース領域のコンタクト領域上に位置する範囲の一部に、コンタクト領域を露出させる開口をエッチングによって形成する。ソース領域からコンタクト領域の開口内を通ってドリフト領域まで伸びるトレンチをエッチングによって形成し、トレンチ内にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する。【選択図】図２
2018107342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法であって、
ｎ型のＳｉＣ基板を用意する工程と、
前記ＳｉＣ基板上に、前記ＳｉＣ基板よりもｎ型不純物の濃度が低いｎ型のドリフト領域を、エピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記ドリフト領域上に、ｐ型の第１ボディ領域を、エピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記第１ボディ領域上に、前記第１ボディ領域よりもｐ型不純物の濃度が高いｐ型のコンタクト領域を、エピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記コンタクト領域に、前記第１ボディ領域を露出させる開口を、エッチングによって形成する工程と、
前記開口内に露出する前記第１ボディ領域上に、前記コンタクト領域よりもｐ型不純物の濃度が低い第２ボディ領域を、エピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記コンタクト領域上及び前記開口内の第２ボディ領域上に、前記ドリフト領域よりもｎ型不純物の濃度が高いｎ型のソース領域を、エピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記ソース領域の前記コンタクト領域上に位置する範囲の一部に、前記コンタクト領域を露出させる開口を、エッチングによって形成する工程と、
前記ソース領域から前記コンタクト領域の前記開口内を通って前記ドリフト領域まで伸びるトレンチを、エッチングによって形成する工程と、
前記トレンチ内にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する工程と、
を備える製造方法。
【請求項２】
前記第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程は、
前記第１ボディ領域上に加えて、前記コンタクト領域上にも前記第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、
前記コンタクト領域上に形成された前記第２ボディ領域を除去して、前記コンタクト領域を露出させる工程とを備える、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第２ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度は、前記第１ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度よりも低い、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
ＳｉＣ基板と、
前記ＳｉＣ基板に形成されたトレンチ内に位置するゲート電極と、を備え、
前記ＳｉＣ基板は、
ｎ型のドレイン領域と、
前記ドレイン領域上に位置するとともに前記ドレイン領域よりもｎ型不純物の濃度が低いｎ型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に位置するｐ型のボディ領域と、
前記ボディ領域上に位置するとともに前記ＳｉＣ基板の表面に露出しており、前記ボディ領域よりもｐ型不純物の濃度が高いｐ型のコンタクト領域と、
前記ボディ領域上に位置するとともに前記ＳｉＣ基板の表面に露出しており、前記ドリフト領域よりもｎ型不純物の濃度が高いｎ型のソース領域と、
を備え、
前記トレンチは、前記ＳｉＣ基板の表面から前記ボディ領域を通過して前記ドリフト領域まで伸びており、
前記ゲート電極は、ゲート酸化膜を介して前記ソース領域、前記ボディ領域及び前記ドリフト領域に対向しており、
前記コンタクト領域は、エピタキシャル成長層であるとともに、前記コンタクト領域の一部は、前記トレンチから離れた位置で、前記ソース領域と前記ボディ領域との間に介在する、
ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体材料としてＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いたＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ＭＯＳＦＥＴが開示されている。このＭＯＳＦＥＴは、半導体基板と、半導体基板に形成されたトレンチ内に位置する絶縁型のゲート電極とを備える。半導体基板は、ｎ＋型のドレイン領域と、ドレイン領域上に位置するｎ−型のドリフト領域と、ドリフト領域上に位置するｐ−型のボディ領域と、ボディ領域上に位置するとともに半導体基板の表面に露出するｎ＋型のソース領域と、ボディ領域上に位置するとともに半導体基板の表面に露出するｐ＋型のコンタクト領域とを有する。トレンチは、半導体基板の表面からボディ領域を通過してドリフト領域まで伸びている。ソース領域は、トレンチの内面に露出しており、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に対向している。コンタクト領域の一部は、ソース領域の下側に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３９０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したＭＯＳＦＥＴでは、コンタクト領域の一部が、ソース領域の下側に位置しており、ソース領域とボディ領域との間に介在している。このような構造によると、ＭＯＳＦＥＴのボディダイオードに順電流が流れるときに、抵抗の低い電流経路が広く形成されるので、ボディダイオードの順電圧が低下する。ボディダイオードの順電圧が低下すると、ボディダイオードを例えばフリーホイールダイオードとして利用したときに、ボディダイオードで生じるエネルギ損失を削減することができる。
【０００５】
近年、半導体材料としてＳｉＣを用いたＭＯＳＦＥＴ（以下、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴという）の実用化に向けた開発が進められている。ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴでは、Ｓｉ（ケイ素）を用いたＭＯＳＦＥＴ（Ｓｉ−ＭＯＳＦＥＴという）と比較して、ボディダイオードの順電圧が高くなりやすい。そのことから、上述したコンタクト領域に関する構造は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴに対して特に有用と考えられる。しかしながら、従来の構造をＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴへ単に適用しても、ボディダイオードの順電圧が十分に低下しないことが判明した。これは、コンタクト領域を形成する方法に起因する。従来の構造では、ソース領域の下側に位置するコンタクト領域が、ｐ型不純物のイオン注入と熱拡散によって形成されている。イオン注入と熱拡散による形成では、コンタクト領域におけるｐ型不純物の濃度が、コンタクト領域の外側に向かうほど低くなり、コンタクト領域の境界を明確に形成することができない。ボディダイオードの順電圧を低下させるためには、ゲート電極によってチャネルが形成される領域（即ち、トレンチ近傍の領域）を除いて、コンタクト領域をできる限り大きく形成することが考えられる。しかしながら、イオン注入と熱拡散では、十分なｐ型不純物の濃度を有するコンタクト領域を、チャネルが形成される範囲の近くまで正確に形成することが難しい。このことは、Ｓｉ−ＭＯＳＦＥＴでは問題にならないとしても、ボディダイオードの順電圧が本来的に高いＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴでは、大きな問題となる。
【０００６】
従って、本開示は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴにおいて、ボディダイオードの順電圧を低下し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法を開示する。この製造方法は、ｎ型のＳｉＣ基板を用意する工程と、ＳｉＣ基板上に、ＳｉＣ基板よりもｎ型不純物の濃度が低いｎ型のドリフト領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、ドリフト領域上に、ｐ型の第１ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、第１ボディ領域上に、第１ボディ領域よりもｐ型不純物の濃度が高いｐ型のコンタクト領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、コンタクト領域に、第１ボディ領域を露出させる開口をエッチングによって形成する工程と、開口内に露出する第１ボディ領域上に、コンタクト領域よりもｐ型不純物の濃度が低い第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、コンタクト領域上及び開口内の第２ボディ領域上に、ドリフト領域よりもｎ型不純物の濃度が高いｎ型のソース領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、ソース領域のコンタクト領域上に位置する範囲の一部に、コンタクト領域を露出させる開口をエッチングによって形成する工程と、ソース領域からコンタクト領域の開口内を通ってドリフト領域まで伸びるトレンチをエッチングによって形成する工程と、トレンチ内にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する工程とを備える。
【０００８】
上記した製造方法によると、次の構造を有するＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴを製造することができる。即ち、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴは、ＳｉＣ基板と、ＳｉＣ基板に形成されたトレンチ内に位置するゲート電極とを備える。ＳｉＣ基板は、ｎ型のドレイン領域と、ドレイン領域上に位置するとともにドレイン領域よりもｎ型不純物の濃度が低いｎ型のドリフト領域と、ドリフト領域上に位置するｐ型のボディ領域と、ボディ領域上に位置するとともにＳｉＣ基板の表面に露出しており、ボディ領域よりもｐ型不純物の濃度が高いｐ型のコンタクト領域と、ボディ領域上に位置するとともにＳｉＣ基板の表面に露出しており、ドリフト領域よりもｎ型不純物の濃度が高いｎ型のソース領域とを備える。トレンチは、ＳｉＣ基板の表面からボディ領域を通過してドリフト領域まで伸びており、ゲート電極は、ゲート酸化膜を介してソース領域、ボディ領域及びドリフト領域に対向している。コンタクト領域は、エピタキシャル成長層であり、コンタクト領域の一部は、トレンチから離れた位置でソース領域とボディ領域との間に介在する。
【０００９】
上記したＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴでは、コンタクト領域の一部が、ソース領域とボディ領域との間に介在する。このような構成によると、前述したように、ボディダイオードの順電圧を低下させることができる。加えて、コンタクト領域は、エピタキシャル成長によって形成されている。エピタキシャル成長よると、ｐ型不純物の濃度が全体的に均一であって、明確な境界を有するコンタクト領域を形成することができる。従って、ｐ型不純物を十分な濃度で含むコンタクト領域を、チャネルが形成される領域の近くまで、正確に形成することができる。これにより、ボディダイオードに順電流が流れるときに、抵抗の低い電流経路がより広く形成され、ボディダイオードの順電圧が有意に低下する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例のＭＯＳＦＥＴ１０の構造を示す断面図。
【図２】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法の流れを示すフローチャート。
【図３】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図４】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図５】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図６】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図７】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図８】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図９】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【図１０】ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法における一工程を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本技術の一実施形態では、第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程が、第１ボディ領域上に加えて、コンタクト領域上にも第２ボディ領域をエピタキシャル成長によって形成する工程と、コンタクト領域上に形成された第２ボディ領域を除去して、コンタクト領域を露出させる工程とを備えてもよい。このような形態によると、第２ボディ領域のエピタキシャル成長を、ｉＣ基板の全体に亘って行うことができ、マスク等を用意する必要がない。但し、他の実施形態として、第２ボディ領域のエピタキシャル成長は、マスク等を利用することによって、第１ボディ領域上のみに対して選択的に行われてもよい。
【００１２】
本技術の一実施形態では、第２ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度が、第１ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度よりも低くてもよい。第２ボディ領域は、トレンチに隣接する部分であって、チャネルが形成される部分の少なくとも一部を含む。そのことから、第２ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度が、第１ボディ領域におけるｐ型不純物の濃度よりも低くければ、チャネルにおける抵抗が低下することによって、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を低減することができる。
【実施例】
【００１３】
図面を参照して、実施例のＭＯＳＦＥＴ１０とその製造方法について説明する。本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０は、特に限定されないが、例えばハイブリッド車、燃料電池車又は電気自動車といった電動型の自動車において、コンバータやインバータといった電力変換回路のスイッチング素子に用いることができる。以下では、先ずＭＯＳＦＥＴ１０の構成について説明し、次いでＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法について説明する。但し、下記するＭＯＳＦＥＴ１０及びその製造方法は一例であり、本明細書で開示する複数の技術要素は、単独又はいくつかの組み合わせによって、様々な半導体装置及びその製造方法に適用することができる。
【００１４】
図１は、本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０の構造を示す断面図である。図１には、ＭＯＳＦＥＴ１０の一部の断面のみが示されており、ＭＯＳＦＥＴ１０には、図１に示される単位構造が繰り返し形成されている。図１に示すように、本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）で構成されたＳｉＣ基板１２と、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａに形成されたトレンチ１２ｔ内に位置するゲート電極１４とを備える。トレンチ１２ｔの内面には、ゲート絶縁膜１４ａが形成されている。ゲート電極１４は、ゲート絶縁膜１４ａを介してトレンチ１２ｔに対向する。ゲート電極１４は、例えばポリシリコンといった導電性材料で形成されることができる。ゲート絶縁膜１４ａは、ＳｉＯ２（酸化シリコン）といった絶縁性材料で形成されることができる。ゲート電極１４及びゲート絶縁膜１４ａをそれぞれ構成する具体的な材料については特に限定されない。
【００１５】
ＭＯＳＦＥＴ１０はさらに、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａに設けられたソース電極１６と、ＳｉＣ基板１２の下面１２ｂに設けられたドレイン電極１８とを備える。ソース電極１６は、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａにオーミック接触しており、ドレイン電極１８は、ＳｉＣ基板１２の下面１２ｂにオーミック接触している。ソース電極１６及びドレイン電極１８は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）といった導電性材料を用いて形成されることができる。ソース電極１６及びドレイン電極１８をそれぞれ構成する具体的な材料については特に限定されない。
【００１６】
ここで、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａとは、ＳｉＣ基板１２の一つの表面を意味し、ＳｉＣ基板１２の下面１２ｂとは、ＳｉＣ基板１２の他の一つの表面であって、上面１２ａとは反対側に位置する表面を意味する。本明細書において、「上面」及び「下面」という表現は、互いに反対側に位置する二つの表面を便宜的に区別するものであり、例えばＳｉＣ基板１２の上面１２ａが常に鉛直上方に位置すること意味しない。ＳｉＣ基板１２の姿勢によっては、上面１２ａが鉛直下方に位置し、下面１２ｂが鉛直上方に位置することもある。
【００１７】
ＳｉＣ基板１２は、ドレイン領域３２、ドリフト領域３４、ボディ領域３６、コンタクト領域３８、及び、ソース領域４０を備える。ドレイン領域３２は、ＳｉＣ基板１２の下面１２ｂに沿って位置しており、下面１２ｂに露出している。ドレイン領域３２は、ｎ型の領域である。ｎ型不純物は、例えばリンといったＶ族元素（第１５族元素）であってよい。前述したドレイン電極１８は、ドレイン領域３２にオーミック接触している。
【００１８】
ドリフト領域３４は、ドレイン領域３２上に位置しており、ドレイン領域３２と隣接している。ドリフト領域３４は、ｎ型の領域である。ドリフト領域３４におけるｎ型不純物の濃度は、ドレイン領域３２におけるｎ型不純物の濃度よりも低い。ｎ型不純物は、例えばリンといったＶ族元素（第１５族元素）であってよい。
【００１９】
ボディ領域３６は、ドリフト領域３４上に位置しており、ドリフト領域３４と隣接している。ボディ領域３６は、少なくともドリフト領域３４によって、ドレイン領域３２から隔てられている。ボディ領域３６は、ｐ型の領域である。ｐ型不純物は、例えばＢ（ホウ素）又はＡｌ（アルミニウム）といったＩＩＩ族元素（第１３族元素）であってよい。
【００２０】
コンタクト領域３８は、ボディ領域３６上に位置するとともに、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａに露出している。コンタクト領域３８は、ｐ型の領域である。コンタクト領域３８におけるｐ型不純物の濃度は、ボディ領域３６におけるｐ型不純物の濃度よりも高い。ｐ型不純物は、例えばＢ（ホウ素）又はＡｌ（アルミニウム）といったＩＩＩ族元素（第１３族元素）であってよい。前述したソース電極１６は、コンタクト領域３８にオーミック接触している。
【００２１】
ソース領域４０は、ボディ領域３６上に位置するとともに、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａに露出している。ソース領域４０は、少なくともボディ領域３６を介して、ドリフト領域３４から隔てられている。ソース領域４０は、ｎ型の領域である。ソース領域４０におけるｎ型不純物の濃度は、ドリフト領域３４におけるｎ型不純物の濃度よりも高い。ｎ型不純物は、例えばリンといったＶ族元素（第１５族元素）であってよい。前述したソース電極１６は、ソース領域４０にもオーミック接触している。
【００２２】
トレンチ１２ｔは、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａから、ソース領域４０及びボディ領域３６を通過して、ドリフト領域３４まで伸びている。ソース領域４０は、トレンチ１２ｔの両側に位置しており、トレンチ１２ｔに隣接している。トレンチ１２ｔ内のゲート電極１４は、ゲート絶縁膜１４ａを介して、ソース領域４０、ボディ領域３６及びドリフト領域３４に対向している。ボディ領域３６のトレンチ１２ｔに隣接する領域（図中のＡ）は、ゲート電極１４によってチャネルが形成される領域である。即ち、ソース電極１６に対してゲート電極１４に正電圧が印加されると、ボディ領域３６のトレンチ１２ｔに隣接する領域Ａがｎ型に反転する。これにより、ソース領域４０とドリフト領域３４との間を接続するｎ型のチャネルが、トレンチ１２ｔに沿って形成される。以下では、当該チャネルが形成される領域を、チャネル形成領域Ａと称する。チャネル形成領域Ａは、通常、トレンチ１２ｔから数十ｎｍの厚みを有する領域である。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ１０は、ボディダイオードを内蔵する。このボディダイオードは、ｐｎ接合型のダイオードであり、コンタクト領域３８及びボディ領域３６を含むｐ型の領域と、ドリフト領域３４及びドレイン領域３２を含むｎ型の領域とによって構成される。ＭＯＳＦＥＴ１０のボディダイオードは、例えばフリーホイールダイオードとして利用することができる。しかしながら、本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０は、半導体材料としてＳｉＣを用いたＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴである。ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴでは、Ｓｉ−ＭＯＳＦＥＴと比較して、ボディダイオードの順電圧が高くなりやすい。ここでいうボディダイオードの順電圧とは、ボディダイオードに順電流が流れたときにボディダイオードで生じる電圧降下であり、ボディダイオードの抵抗に対応する。また、順電流とは、コンタクト領域３８からドレイン領域３２に向かって流れる電流を意味する。
【００２４】
上記の点に関して、本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０では、コンタクト領域３８の一部が、ソース領域４０の下側（下面１２ｂ側）に位置しており、ソース領域４０とボディ領域３６との間に介在する。このような構造によると、ＭＯＳＦＥＴ１０のボディダイオードに順電流が流れるときに、抵抗の低い電流経路が広く形成されることから、ボディダイオードの順電圧が低下する。ボディダイオードの順電圧が低下すると、ボディダイオードに順電流が流れたときに、ボディダイオードで生じるエネルギ損失を削減することができる。
【００２５】
ここで、ソース領域４０とボディ領域３６との間に介在するコンタクト領域３８は、トレンチ１２ｔから離れて位置しており、トレンチ１２ｔとコンタクト領域３８との間には、チャネル形成領域Ａが維持されている。チャネル形成領域Ａが維持されていることで、ゲート電極１４によるチャネルの形成には影響が及ばず、ＭＯＳＦＥＴ１０のオン抵抗が上昇することもない。言い換えると、チャネル形成領域Ａを除いた範囲内で、コンタクト領域３８をできる限り広く形成することによって、ＭＯＳＦＥＴ１０のオン抵抗を上昇させることなく、ボディダイオードの順電圧を大きく低下させることができる。
【００２６】
詳しくは後述するが、本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０では、コンタクト領域３８がエピタキシャル成長によって形成されている。エピタキシャル成長によると、ｐ型不純物の濃度が均一であって、明確な境界を有するコンタクト領域３８を形成することができる。そのことから、ｐ型不純物を十分な濃度で含むコンタクト領域３８を、チャネル形成領域Ａの近くまで、正確に形成することができる。これにより、ボディダイオードに順電流が流れるときに、抵抗の低い電流経路が広く形成されることから、ボディダイオードの順電圧が有意に低下する。また、ｐ型不純物を十分な濃度で含むコンタクト領域３８が広く形成されることで、ＭＯＳＦＥＴ１０のアバランシェ耐量も向上する。
【００２７】
エピタキシャル成長によってコンタクト領域３８を形成することで、ＭＯＳＦＥＴ１０のリーク電流を低減することもできる。仮に、コンタクト領域３８をイオン注入及び熱拡散によって形成すると、コンタクト領域３８が意図しない範囲まで広がることがあり、それがリーク電流の要因となり得る。それに対して、エピタキシャル成長によると、コンタクト領域３８を所望の範囲へ正確に形成することができるので、リーク電流の発生を避けることができる。
【００２８】
本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０では、コンタクト領域３８に対してソース領域４０が突出して設けられており、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａとソース電極１６との間にトレンチコンタクト構造が形成されている。トレンチコンタクト構造とは、半導体基板の表面とそれに接触する電極との間の接触面に凹凸が形成され、それによって接触面の面積を大きくするための構造である。トレンチコンタクト構造によると、トレンチ１２ｔの間隔を狭く設計することによって、ＭＯＳＦＥＴ１０の小型化を図ることができる。
【００２９】
本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０では、ソース領域４０もエピタキシャル成長によって形成されている。エピタキシャル成長によってソース領域４０を形成すると、ソース領域４０内に欠陥が生じにくい。それによって、ＭＯＳＦＥＴ１０のリーク電流を低減することができる。また、エピタキシャル成長によると、ソース領域４０を広く形成することができる。
【００３０】
本実施例のＭＯＳＦＥＴ１０では、ボディ領域３６もエピタキシャル成長によって形成されている。特に、ボディ領域３６には、第１ボディ領域３６ａと第２ボディ領域３６ｂとが含まれている。詳しくは後述するが、第１ボディ領域３６ａと第２ボディ領域３６ｂは、互いに異なる工程において、それぞれエピタキシャル成長によって形成される。従って、第１ボディ領域３６ａと第２ボディ領域３６ｂとの間で、ｐ型不純物の濃度を互いに相違させることができる。第２ボディ領域３６ｂは、トレンチ１２ｔに隣接する部分であって、チャネル形成領域Ａの少なくとも一部を含む。そのことから、一実施形態として、第２ボディ領域３６ｂにおけるｐ型不純物の濃度は、第１ボディ領域３６ａにおけるｐ型不純物の濃度よりも、低くするとよい。このような構成によると、チャネルにおける抵抗が低下することから、ＭＯＳＦＥＴ１０のオン抵抗を低減することができる。なお、他の実施形態として、第１ボディ領域３６ａと第２ボディ領域３６ｂとにおいて、ｐ型不純物の濃度が同じであってもよい。
【００３１】
次に、ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法について説明する。図２、図３に示すように、先ず工程Ｓ１２において、ｎ型のＳｉＣ基板３２を用意する。このＳｉＣ基板３２は、図１に示すドレイン領域３２となることから、説明の便宜上、ドレイン領域３２と同じ符号が付されている。次に、工程Ｓ１４では、ＳｉＣ基板３２上に、ｎ型のドリフト領域３４をＳｉＣのエピタキシャル成長によって形成する。前述したように、ドリフト領域３４におけるｎ型不純物の濃度は、ドレイン領域３２におけるｎ型不純物の濃度よりも低くする。次に、工程Ｓ１６では、ドリフト領域３４上に、ｐ型の第１ボディ領域３６ａをＳｉＣのエピタキシャル成長によって形成する。以上の工程により、図３に示すように、ドレイン領域３２、ドリフト領域３４及び第１ボディ領域３６ａの三層を有するＳｉＣ基板１２が製造される。
【００３２】
次に、図２、図４に示すように、工程Ｓ１８では、第１ボディ領域３６ａ上に、ｐ型のコンタクト領域３８をＳｉＣのエピタキシャル成長によって形成する。前述したように、コンタクト領域３８におけるｐ型不純物の濃度は、第１ボディ領域３６ａにおけるｎ型不純物の濃度よりも高くする。この段階では、コンタクト領域３８が、第１ボディ領域３６ａの全体に亘って形成される。
【００３３】
次に、図２、図５に示すように、工程Ｓ２０では、コンタクト領域３８に、第１ボディ領域３６ａを露出させる開口３８ａを、エッチングによって形成する。このとき、コンタクト領域３８だけでなく、第１ボディ領域３６ａの一部についても、エッチングによって除去されてもよい。図示省略するが、この工程Ｓ１８では、コンタクト領域３８の一部を選択的に除去するために、必要に応じて一又は複数のマスクが使用される。
【００３４】
次に、図２、図６に示すように、工程Ｓ２２では、上記した工程Ｓ２２後のＳｉＣ基板１２の上面１２ａ（図５参照）に、ｐ型の第２ボディ領域３６ｂをＳｉＣのエピタキシャル成長によって形成する。これにより、第２ボディ領域３６ｂは、コンタクト領域３８上、及び、コンタクト領域３８の開口３８ａ内に露出する第１ボディ領域３６ａ上に亘って形成される。前述したように、第２ボディ領域３６ｂにおけるｐ型不純物の濃度は、コンタクト領域３８におけるｐ型不純物の濃度よりも低くする。また、第２ボディ領域３６ｂにおけるｐ型不純物の濃度を、工程Ｓ１６で形成した第１ボディ領域３６ａにおける型不純物の濃度よりも低くすると、ＭＯＳＦＥＴ１０のオン抵抗を低減することができる。
【００３５】
次に、図２、図７に示すように、工程Ｓ２４では、コンタクト領域３８が露出するまで、第２ボディ領域３６ｂに対してエッチングを行う。これにより、コンタクト領域３８上に形成された第２ボディ領域３６ｂが除去される。この段階で、第１ボディ領域３６ａと第２ボディ領域３６ｂとを含むボディ領域３６（図１参照）が、ＳｉＣ基板１２内に形成される。なお、前述した工程Ｓ２２では、必要なマスクを用いることによって、コンタクト領域３８の開口３８ａ内に露出する第１ボディ領域３６ａ上のみに、第２ボディ領域３６ｂをエピタキシャル成長によって形成してもよい。この場合、第２ボディ領域３６ｂをエッチングによって除去する工程Ｓ２４を省略することができる。
【００３６】
次に、図２、図８に示すように、工程Ｓ２６では、上記した工程Ｓ２６後のＳｉＣ基板１２の上面１２ａ（図７参照）に、ｎ型のソース領域４０をＳｉＣのエピタキシャル成長によって形成する。これにより、ソース領域４０は、コンタクト領域３８上、及び、コンタクト領域３８の開口３８ａ内に露出する第２ボディ領域３６ｂ上に亘って形成される。前述したように、ソース領域４０ｂにおけるｎ型不純物の濃度は、ドリフト領域３４におけるｎ型不純物の濃度よりも高くする。
【００３７】
次に、図２、図９に示すように、工程Ｓ２８では、ソース領域４０に、コンタクト領域３８を露出させる開口４０ａを、エッチングによって形成する。この開口４０ａは、コンタクト領域３８の一部が、ソース領域４０と第１ボディ領域３６ａとの間に残存するように、ソース領域４０のコンタクト領域３８上に位置する範囲の一部に形成される。これにより、前述したトレンチコンタクト構造が形成される。
【００３８】
次に、図２、図１０に示すように、工程Ｓ３０では、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａに、トレンチ１２ｔをエッチングによって形成する。このトレンチ１２ｔは、ソース領域４０からコンタクト領域３８の開口３８ａ内を通ってドリフト領域３４まで伸びる。トレンチ１２ｔがコンタクト領域３８の開口３８ａ内を通ることで、トレンチ１２ｔとコンタクト領域３８との間に第２ボディ領域３６ｂが介在し、トレンチ１２ｔに沿ってチャネル形成領域Ａが形成される。
【００３９】
次に、工程Ｓ３２では、トレンチ１２ｔ内にゲート絶縁膜１４ａ及びゲート電極１４を形成する。次に、工程Ｓ３４では、ＳｉＣ基板１２の上面１２ａにソース電極１６（図１参照）を形成し、工程Ｓ３６では、ＳｉＣ基板１２の下面１２ｂにドレイン電極１８（図１参照）を形成する。以上により、ＭＯＳＦＥＴ１０が製造される。なお、ＭＯＳＦＥＴ１０の製造方法は、必要に応じて他の付加的な工程をさらに備えてもよい。
【００４０】
以上、本技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。本明細書又は図面に記載された技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載された組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示された技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０：ＭＯＳＦＥＴ
１２：ＳｉＣ基板
１２ａ：ＳｉＣ基板１２の上面
１２ｂ：ＳｉＣ基板１２の下面
１２ｔ：ＳｉＣ基板１２のトレンチ
１４：ゲート電極
１４ａ：ゲート絶縁膜
１６：ソース電極
１８：ドレイン電極
３２：ドレイン領域
３４：ドリフト領域
３６：ボディ領域
３６ａ：第１ボディ領域
３６ｂ：第２ボディ領域
３８：コンタクト領域
３８ａ：コンタクト領域の開口
４０：ソース領域
４０ａ：ソース領域の開口
４０ｂ：ソース領域
Ａ：チャネル形成領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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