(57)【要約】【課題】ゲートトレンチの端部付近にディープ領域を有する半導体装置の製造方法において、リーク電流を抑える技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する製造方法は、ボロン注入工程とディープ領域形成工程とトレンチ形成工程を備えている。ボロン注入工程では、半導体基板１０の平面視におけるボディ領域３の両側に、注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内に位置するようにボロンを照射する。ディープ領域形成工程では、１６００度乃至１７００度で半導体基板１０を加熱し、注入されたボロンを熱拡散させて、表面からボディ領域３の下端よりも深くまで拡がるとともにボディ領域３に接続されるｐ型のディープ領域を形成する。ボロンは注入時にはそのほとんどがボディ領域３の深さ範囲に分布するのでリーク電流の要因となる結晶欠陥はボディ領域３の深さ範囲に集中し、ボディ領域３よりも深い範囲では少なくなる。【選択図】図６
2018133442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素半導体装置の製造方法であり、
炭化珪素のｎ型の半導体基板の表面の一部にｐ型のボディ領域を形成するボディ形成工程と、
前記半導体基板の平面視における前記ボディ領域の両側に、注入濃度のピークが前記ボディ領域の深さ範囲内に位置するようにボロンを照射するボロン照射工程と、
１６００度乃至１７００度で前記半導体基板を加熱し、注入された前記ボロンを熱拡散させて、前記表面から前記ボディ領域の下端よりも深くまで拡がるとともに前記ボディ領域に接続されるｐ型のディープ領域を形成するディープ領域形成工程と、
前記半導体基板の平面視において両端部が前記ディープ領域に含まれるとともに中央部分が前記ボディ領域に含まれるように、かつ、深さが前記ボディ領域の下端よりも深く前記ディープ領域の下端よりも浅くなるように、平行に並んだ複数のトレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチの底面に接するように、アルミニウムを含有するとともに前記ディープ領域に接続されるｐ型の底部領域を形成する底部領域形成工程と、
を備える炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ボロン照射工程では、前記半導体基板の平面視において前記ボディ領域を囲むように矩形環状にボロンを照射し、
前記トレンチ形成工程では、平行に並んだ複数の前記トレンチのうち両外側の前記トレンチが前記半導体基板の平面視において前記ディープ領域に含まれるように複数の前記トレンチを形成する、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、炭化珪素の半導体基板を用いた半導体装置の製造方法に関する。特に、トレンチ両端部周辺における耐圧を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の素子領域を囲むように終端トレンチを設け、素子領域の周辺の耐圧を高める技術が知られている（例えば特許文献１）。なお、「素子領域」は、「活性領域（アクティブ領域）」と呼ばれることもある。特許文献１に開示されている半導体装置では、素子領域に形成されたゲートトレンチの底面に接するようにｐ型の底部領域が形成されている。終端トレンチの下面と外周面（環状の終端トレンチの環の外周の側面）に接するようにｐ型領域が設けられている。さらに終端トレンチを囲むようにｐ型のガードリングが多重に設けられている。素子領域に形成されたスイッチング素子がオフすると、ボディ領域からその下側のｎ型領域（ドリフト領域）に空乏層が広がる。空乏層は素子領域の外側に広がり、終端トレンチに達するとその下面と外周面のｐ型領域を経由してガードリングまで拡がる。空乏層を拡げることが即ち耐圧を高めることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０１５５７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の構造では、素子領域に印加される電圧が高くなると、ゲートトレンチの端部周辺で生じる電界集中を十分に緩和することができない。一方、耐圧を高める別の手法として、ゲートトレンチの端部を覆うように、ゲートトレンチよりも深いｐ型の領域（ディープ領域）を設ける手法がある。ディープ領域は、イオン注入により形成することができる。しかしながら、イオンを注入すると結晶欠陥が生じる場合がある。ディープ領域内の結晶欠陥はリーク電流を起こす要因となり得る。本明細書は、ゲートトレンチの端部付近にディープ領域を有する半導体装置の製造方法において、リーク電流を抑える技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する製造方法は、ボディ形成工程、ボロン照射工程、ディープ領域形成工程、トレンチ形成工程、底部領域形成工程、を備える。ボディ形成工程では、炭化珪素のｎ型の半導体基板の表面の一部にｐ型のボディ領域を形成する。ボロン照射工程では、半導体基板の平面視におけるボディ領域の両側に、注入濃度の半導体基板深さ方向におけるピークがボディ領域の深さ範囲内に位置するようにボロンを照射する。ディープ領域形成工程では、摂氏１６００度乃至１７００度で半導体基板を加熱し、注入されたボロンを熱拡散させて、半導体基板の表面からボディ領域の下端よりも深くまで拡がるとともにボディ領域に接続されるｐ型のディープ領域を形成する。トレンチ形成工程では、平行に並んだ複数のトレンチを形成する。ここで、複数のトレンチは、半導体基板の平面視においてそれらの両端部がディープ領域に含まれるとともに中央部分がボディ領域に含まれるように形成される。また、複数のトレンチは、それらの深さがボディ領域の下端よりも深くディープ領域の下端よりは浅くなるように形成される。底部領域形成工程では、トレンチの底に接するように、アルミニウムを含有するとともにディープ領域に接続されるｐ型の底部領域を形成する。
【０００６】
上記の製造方法では、ボロン注入時に注入濃度のピークがボディ領域の深さ範囲内に位置するようにボロンを照射する。このため、ディープ領域のボディ領域の深さの範囲内に多数の結晶欠陥が生じる一方で、ディープ領域のボディ領域よりも深い範囲では生じる結晶欠陥の数が少なくなる。また、ボロンは炭化珪素中における拡散係数が大きいので、深い位置まで拡がるディープ領域を形成することができる。リーク電流は、主に、ディープ領域のボディ領域よりも深い範囲に存在する結晶欠陥に起因して生じる。本明細書が開示する製造方法では、ボディ領域の深さよりも深い範囲において結晶欠陥の数を減らすことができるので、リーク電流を抑制することができる。なお、注入濃度のピークの深さは、ボロンの加速電圧で調整することができる。ピーク位置がボディ領域の深さの範囲内となる加速電圧は、実験や解析などで予め特定しておくことができる。
【０００７】
上記の製造方法で製造された半導体装置では、トレンチの両端部において空乏層は、ｐ型の底部領域を経由して、底部領域に接続しているｐ型のディープ領域の外側へと拡がる。これにより、半導体装置の中で耐圧が低くなりがちなトレンチの両端部の耐圧を高めることができる。
【０００８】
一方、並行に並んだトレンチの並び方向の最外側のトレンチ周辺も、耐圧が低くなりがちである。そこで、上記したボロン照射工程とトレンチ形成工程を次のように拡張するとよい。即ち、ボロン照射工程では、半導体基板の平面視においてボディ領域を囲むように矩形環状にボロンを照射する。トレンチ形成工程では、平行に並んだ複数のトレンチのうち両外側のトレンチが半導体基板の平面視においてディープ領域に含まれるように複数のトレンチを形成する。この製造方法では、平行に並んだ複数のトレンチのうち、最外側のトレンチをディープ領域内に形成し、最外側のトレンチを耐圧確保のための構造として利用する。最外側のトレンチを覆っているディープ領域でも、ボディ領域の深さよりも深い範囲では結晶欠陥の数が少ないため、リーク電流が生じ難い。なお、最外側のトレンチだけでなく、平行に並んだ複数のトレンチのうち、最外側から数本のトレンチをディープ領域に形成してもよい。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例の製造方法で製造した半導体装置の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】ボディ形成工程を説明するための平面図である。
【図４】ボディ形成工程を説明するための断面図である。
【図５】ボロン注入工程を説明するための断面図である。
【図６】ボロンと結晶欠陥の深さ方向の分布の一例を示す図である。
【図７】ディープ領域形成工程を説明する断面図である（１）。
【図８】ディープ領域形成工程を説明する断面図である（２）。
【図９】トレンチ形成工程を説明する断面図である。
【図１０】底部領域形成工程を説明する断面図である。
【図１１】ゲート領域形成工程を説明する断面図である。
【図１２】第２実施例の製造方法で製造した半導体装置の平面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施例）図１−図１１を参照して第１実施例の製造方法を説明する。製造方法を説明するのに先立って、まず、図１と図２を参照して、第１実施例の製造方法で製造された半導体装置２を説明する。図１は、半導体装置２の平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。説明の都合上、図１に表れている半導体装置の面を上面と称し、その反対側の面を下面と称する。半導体装置２の上面には、ソース電極（図２のソース電極１２）と絶縁層（図２の絶縁層１５）が形成されているが、図１ではソース電極と絶縁層を省略し、それらの下側に形成されている複数のトレンチ８を描いてある。
【００１２】
半導体装置２は、ＳｉＣ（シリコンカーバイト：炭化珪素）のｎ型の半導体基板１０をベースにしている。半導体基板１０の平面視において中央部分が、半導体素子が形成されている素子領域２０であり、素子領域２０の周囲が周辺領域２１である。図１では、素子領域２０は矩形の破線で囲まれた領域の内側であり、周辺領域２１は、矩形の破線の外側の領域である。平面視においては、素子領域２０は、後述するボディ領域３に等しい。素子領域２０には、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されている。図１に示すように、半導体基板１０の平面視において素子領域２０（ボディ領域３）の両側にディープ領域９が設けられている。図１では、理解を助けるため、ディープ領域９をグレーで示してある。ディープ領域９については後に詳しく説明する。
【００１３】
半導体基板１０の平面視において、平行に延びる複数のトレンチ８が素子領域２０（ボディ領域３）に形成されている。複数のトレンチ８は、半導体基板１０の平面視においてそれらの両端部がディープ領域９に含まれるとともに中央部分が素子領域２０（ボディ領域３）に含まれるように形成されている。
【００１４】
図２を参照して半導体装置２の内部構造を説明する。図２は、トレンチ８をその長手方向に沿ってカットした縦断である。図２では、素子領域２０にてトレンチ８の紙面奥側（及び紙面手前側）に位置するボディ領域３とソース領域１９を破線で描いてある。
【００１５】
半導体基板１０は、もともと、低濃度にｎ型不純物を含む一枚板である。そこに、いくつかの不純物をドープしてタイプの異なる複数の領域が形成されている。もともとの低濃度のｎ型不純物を含有する領域は、ドリフト領域６（後述）として残っている。
【００１６】
図２に示すように、素子領域２０には、ボディ領域３、ソース領域１９、底部領域５、ドリフト領域６、ドレイン領域１３、ドレイン電極１４、ソース電極１２が形成されている。
【００１７】
ソース電極１２は、半導体基板１０の素子領域２０の上面に形成されている。ただし、トレンチ８の内部に形成されるゲート電極７をソース電極１２から絶縁するため、トレンチ８（ゲート電極１２）の上部は絶縁層１５で覆われている。素子領域２０では、絶縁層１５は、平行に延びる複数のトレンチ８の夫々の上面を塞いでおり、隣接するトレンチ８の間には絶縁層１５が無く、ボディ領域３とソース領域１９と接触している。絶縁層１５は、周辺領域２１では、半導体基板１０の上面全体を覆っている。
【００１８】
ソース領域１９は、素子領域２０にて、トレンチ８の両側（複数のトレンチ８の並び方向の両側）に形成されている。なお、ソース領域１９は、複数のトレンチ８の夫々に対して、その両側に形成されている。ソース領域１９は、高濃度にｎ型不純物を含むｎ型領域である。ソース領域１９は、半導体基板１０の上面に露出する範囲に形成されている。ソース領域１９は、ソース電極１２と導通している。
【００１９】
ボディ領域３は、ソース領域１９の側方及び下側に形成されており、ソース領域１９に接している。ボディ領域３は、ｐ型の不純物を含む領域であるが、不純物濃度はソース領域１９の不純物濃度より低い。ボディ領域３は、ソース領域１９が形成されていない位置において半導体基板１０の上面に露出している。ボディ領域３は、ソース電極１２と導通している。
【００２０】
トレンチ８は、半導体基板１０の上面に形成された溝である。図１に示したように、半導体基板１０には、平行に延びる複数のトレンチ８が形成されている。トレンチ８は、ソース領域１９とボディ領域３を貫通している。トレンチ８の内部には、絶縁層４と、ゲート電極７が形成されている。先に述べたように、トレンチ８の上部は絶縁層１５で覆われており、ゲート電極７がソース電極１２から絶縁されている。
【００２１】
素子領域２０において、トレンチ８の底面に接する範囲にｐ型の底部領域５が形成されている。底部領域５は、トレンチ８の底面に沿って細長に形成されており、底部領域５の周囲は、後述するドリフト領域６に囲まれている。複数のトレンチ８の夫々に対して底部領域５が形成されており、各底部領域５は、ドリフト領域６によって互いに分離されている。また、底部領域５は、ドリフト領域６によって、ボディ領域３からも分離されている。
【００２２】
ドリフト領域６は、低濃度にｎ型不純物を含むｎ型領域である。ドリフト領域６のｎ型不純物濃度は、ソース領域１９のｎ型不純物濃度よりも低い。ドリフト領域６は、底部領域５を囲みつつ、ボディ領域３の下側に形成されている。ドリフト領域６は、ボディ領域３に接している。また、ドリフト領域６は、ボディ領域３によってソース領域１９から分離されている。
【００２３】
ドレイン領域１３は、高濃度にｎ型不純物を含むｎ型領域である。ドレイン領域１３のｎ型不純物濃度は、ドリフト領域６のｎ型不純物濃度よりも高い。ドレイン領域１３は、ドリフト領域６の下側に形成されている。ドレイン領域１３は、ドリフト領域６に接しており、ドリフト領域６によってボディ領域３から分離されている。ドレイン領域１３は、半導体基板１０の下面に露出する範囲に形成されている。半導体基板１０の下面に接するようにドレイン電極１４が設けられており、ドレイン電極１４はドレイン領域１３と導通している。
【００２４】
トレンチ８の長手方向の端を含むようにｐ型のディープ領域９が形成されている。図１に示すように、ディープ領域９は、半導体基板１０の平面視において、複数のトレンチ８の両端部が含まれるように形成されている。ディープ領域９は、ボディ領域３と底部領域５に接している。また、ディープ領域９は、ボディ領域３よりも深くまで拡がっている。ディープ領域９は、ボロン注入により形成される。ディープ領域９の形成工程については後述する。
【００２５】
ディープ領域９の効果を説明する。素子領域２０に形成された半導体素子（ＭＯＳＦＥＴ）がオフすると、ボディ領域３とトレンチ８からその下側のドリフト領域６に空乏層が拡がる。空乏層は、トレンチ８の底面に接するように設けられたｐ型の底部領域５の下方に拡がる。底部領域５とボディ領域３はトレンチ８の端部周辺でディープ領域９と接続している。トレンチ８の両端部の周辺において、空乏層は、ボディ領域３の下側と底部領域５の下側から、ディープ領域９とドリフト領域６の境界に沿ってドリフト領域６に拡がる。ディープ領域９は少なくともボディ領域３よりも深いため、空乏層の等電位線は、ボディ領域３の下側から、ボディ領域３よりも深いディープ領域９の下側へと続く。ディープ領域９は、トレンチ８の長手方向の端部付近における空乏層を半導体基板１０の深い場所へと押し拡げ、トレンチ８の端部付近の耐圧を高める。
【００２６】
図２の右側に、ディープ領域９における深さ方向の電界強度プロファイルの一例を示す。図２の右側のグラフＧ１は、ソース電極１２とドレイン電極１４の間に１４００ボルトを印加したときの、図中の直線Ｌ１に沿った深さ方向の電界強度のプロファイルである。ボディ領域３の深さの範囲（図中の範囲Ｄ１）では、ディープ領域９がボディ領域３及びソース電極１２と導通しているため、電界強度はほぼゼロである。ボディ領域３の深さからディープ領域９の深さの範囲（図中の範囲Ｄ２）で高い電界強度が得られる。ディープ領域９よりも深い範囲（図中の範囲Ｄ３）はドリフト領域６であり、そこでは、ドレイン領域１３に近づくにつれて電界強度が徐々に下がっていく。図２右側のグラフＧ１に例示されているように、ディープ領域９がトレンチ８の端部付近の耐圧を高める。
【００２７】
上記したように、ディープ領域９は、トレンチ８の端部付近における耐圧を高める。ただし、ディープ領域９に結晶欠陥が存在すると、結晶欠陥を通じて電流がリークしてしまい、耐圧が下がるおそれがある。一方、図２の右側のグラフＧ１に示されるように、高い耐圧が要求されるのは、ボディ領域３よりも深い範囲である。すなわち、ボディ領域３よりも深い範囲に存在する結晶欠陥がリーク電流の原因となり得る。以下では、ボディ領域３よりも深い範囲に存在する結晶欠陥の数が少なくなるように半導体装置２を製造する製造方法を説明する。
【００２８】
半導体装置２の製造方法は、ボディ形成工程、ボロン照射工程、ディープ領域形成工程、ソース領域形成工程、トレンチ形成工程、底部領域形成工程、電極形成工程、を備える。図３から図１１を参照しつつ半導体装置２の製造方法を説明する。
【００２９】
（ボデイ形成工程）まず、炭化珪素のｎ型の半導体基板１０の表面の一部にｐ型のボディ領域３を形成する。図３の平面図に示すように、ボディ領域３は、トレンチ８の形成予定範囲を含むように、かつ、半導体基板１０を平面視したときに半導体基板１０の周辺を一巡する周辺領域２１が残るように形成される。ボディ領域３は、公知の技術で形成されてよい。図４は、図３においてIV−IV線に沿った断面を示している。図４の断面は、図２の断面に対応する。なお、ボディ領域３の端部は後の工程でディープ領域９に変化するため、図３におけるボディ領域３の横幅は、図１におけるボディ領域３の横幅よりも広く、図４におけるボディ領域３の右端は、図２におけるボディ領域３の右端よりも右側へ長く延びている。図５から図１１までは、図４と同じ場所の各製造工程における断面を示す。他のトレンチ端部の周辺も図４から図１１と同様に形成される。
【００３０】
半導体基板１０はもともと低濃度にｎ型不純物を含む基板であり、素子領域においてボディ領域３など他の領域を形成した残りの部分が後にドリフト領域６となる。
【００３１】
（ボロン照射工程）次に、半導体基板１０の平面視においてボディ領域３の両側にボロン（ボロンイオン）を照射する（図５）。ボロンは、ｐ型の不純物である。図５において、矢印３０は、照射されるボロンを模式的に表している。照射されたボロンは後に半導体基板１０の内部へ拡散させてディープ領域９となる。それゆえ、ボロンを照射する範囲は、ボディ領域３の端でもよいし、ボディ領域３の端に隣り合うｎ型の範囲でもよい。ボロンが照射されるボディ領域３の両側とは、別言すれば、平行に延びる複数のトレンチ８の両端部が形成される予定の箇所である。
【００３２】
ボロンを照射する際には、照射範囲以外の半導体基板１０の表面にマスク３２を形成し、照射範囲以外へのボロン注入を防止する。ボロン照射の際には、半導体基板１０の深さ方向における注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内に位置するようにボロンの加速電圧を調整する。別言すれば、ボロンは、注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内に位置するように照射される。図５において、破線３１の囲みは、ボロンの注入濃度のピークが存在する範囲を模式的に表している。なお、ボロンは半導体基板１０の深さ方向に分布するため、図５の破線３１の範囲の上側と下側にもボロンが存在してもよいことに留意されたい。
【００３３】
結晶欠陥は、注入するボロンとの衝突によって生じる。それゆえ、半導体基板１０の深さ方向におけるボロンの注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内にとどまるようにボロンを注入すれば、多くの結晶欠陥をボディ領域３の深さ範囲に集中させることができる。逆にいえば、ボロンの注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内にとどまるようにボロンを注入すれば、ボディ領域３よりも深い範囲では結晶欠陥の数を減らすことができる。先に述べたように、高い耐圧が要求されるのは、ボディ領域３よりも深い範囲である。そして、ボディ領域３よりも深い範囲に存在する結晶欠陥がリーク電流の原因となり得る。ボロンの注入濃度のピークがボディ領域３の深さの範囲内に位置するようにボロンを注入することで、ボディ領域３よりも深い範囲の結晶欠陥、即ち、リーク電流の要因となり得る結晶欠陥の数を少なくすることができる。その結果、リーク電流の生じ難いディープ領域９を形成することができる。
【００３４】
図６は、直線Ｌ２に沿ったボロンの深さ方向の濃度分布と結晶欠陥の深さ方向の分布の一例を示すグラフである。グラフＧ２がボロンの濃度分布を示しており、グラフＧ３が結晶欠陥の密度分布を示している、図６の例では、ボディ領域３の深さは約１．０ミクロンであり、ボロンの注入濃度は０．８ミクロンから１．０ミクロンの範囲に集中している。このように、ボロンの加速電圧を調整することで、ボロンの注入濃度のピークをボディ領域３の深さ範囲内に位置させることができる。ボロンの注入濃度のプロファイルに対応して、結晶欠陥もボディ領域３の深さ範囲に集中し、ボディ領域３よりも深い範囲では結晶欠陥がほとんど無い。
【００３５】
（ディープ領域形成工程）ボロンを注入した後、１６００度乃至１７００度で半導体基板１０を加熱し、ボロンを拡散させるとともに、ボロンが拡散した領域（ディープ領域９）を活性化する（アニール処理する）。ボロンはｐ型の不純物であり、ボロンが熱拡散した領域はｐ型となる。なお、ボロンは炭化珪素中における拡散係数が大きいので、半導体基板１０を加熱すると（アニール処理）すると、半導体基板１０の深い範囲まで拡散することができる。加熱は、注入されたボロンが熱拡散し、半導体基板１０の表面からボディ領域３の下端（底）よりも深く拡がるまで行う。図７は、注入されたボロンが集中している範囲３１から、アニール処理によりボロンが熱拡散する様子を模式的に示している。図８は、ボディ領域３よりも深くまでボロンが熱拡散し、ボディ領域３に接続されているとともにボディ領域３よりも深くまで拡がっているｐ型のディープ領域９の形成後の断面を示している。
【００３６】
なお、ボロンの熱拡散後の領域（ディープ領域９）がボディ領域３に接触するように、半導体基板１０の表面におけるボロンの注入範囲が調整されている。別言すれば、ディープ領域形成工程では、注入されたボロンが熱拡散して半導体基板１０の表面からボディ領域３の下端より深く拡がるとともにボディ領域３に接続されるように、ｐ型のディープ領域を形成する。
【００３７】
ボロンは注入濃度のピークがボディ領域３の深さ範囲内に位置するように注入され（即ち、ボロンの大部分はボディ領域３の底の深さよりも浅い範囲に注入され）、熱処理によってボディ領域３よりも深い位置まで拡散する。注入時に生成される結晶欠陥はボディ領域３の深さ範囲に集中するので、ボディ領域よりも深い範囲における結晶欠陥を少なくすることができる。
【００３８】
（ソース領域形成工程）次に、素子領域２０の中で、トレンチ８の形成予定範囲に沿って、トレンチ８の幅よりも広いソース領域１９を形成する。別言すれば、ソース領域１９は、後に形成されるトレンチ８の幅方向の両側に分布するようにトレンチ形成前のボディ領域３の表面に形成される。図８には、ディープ領域形成工程の後のソース領域形成工程にて形成されたソース領域１９も描いてある。
【００３９】
（トレンチ形成工程）次に、平行に並ぶ複数のトレンチ８を形成する。複数のトレンチ８は、半導体基板１０の平面視において両端部がディープ領域９に含まれるとともに中央部分がボディ領域３に含まれるように、かつ、深さがボディ領域３の下端よりも深くディープ領域９の下端よりも浅くなるように形成される（図９）。図９では、トレンチ８の紙面奥側に位置するボディ領域３とソース領域１９を破線で描いてある。
【００４０】
（底部領域形成工程）次に、トレンチ８の底にアルミニウムイオンを注入し、アニールする。アルミニウムはｐ型不純物の一種である。アニールすることによってアルミニウムが熱拡散した領域が活性化し、底部領域５が形成される（図１０）。なお、アルミニウムは、炭化珪素における拡散係数が小さいため、アニールによるアルミニウムの拡散範囲は広くならない。一方、半導体基板１０の裏面側にドレイン領域１３を形成する。
【００４１】
（電極形成工程）トレンチ８の側面と底面に絶縁層４を形成し、その絶縁層４の内側にゲート電極７を形成する（図１１）。以下、電極形成工程後の断面である図２を参照しつつ説明を続ける。半導体基板１０の上面に、トレンチ８を覆うように、絶縁層１５を形成する。絶縁層１５は、素子領域２０においては夫々のトレンチ８を覆う範囲にのみ形成され、ソース領域１９とボディ領域３は半導体基板１０の上面に露出している。絶縁層１５は、周辺領域２１は全面を覆うように形成される。最後に、ソース領域１９とボディ領域３に接するように、絶縁層１５の上からソース電極１２を形成する。また、半導体基板１０の下面側に、ドレイン領域１３と接するようにドレイン電極１４を形成する。こうして、図２に示す半導体装置２が完成する。
【００４２】
（第２実施例）次に、第２実施例の製造方法を説明する。図１２は、第２実施例の製造方法によって製造された半導体装置１０２の平面図である。第２実施例の製造方法では、ボロンを、ボディ領域の両側の範囲だけでなく、ボディ領域を囲む矩形環状に照射し、矩形環状のディープ領域を形成する。図１２においてグレーで塗りつぶした範囲がディープ領域１０９を示している。ディープ領域１０９は、半導体基板１１０の平面視において、平行に並んでいる複数のトレンチ８の両端部のほか、トレンチの並び方向の最外側のトレンチ８ａとその内側のトレンチ８ｂの合計４本のトレンチを含むように形成されている。なお、半導体基板１１０の平面視において矩形環状のディープ領域１０９の内側が素子領域１２０であり、ディープ領域１０９を含む素子領域１２０の外側が周辺領域１２１である。半導体基板１１０の平面視においては、素子領域１２０は、ボディ領域１０３に等しい。
【００４３】
図１２に示すディープ領域１０９を形成する製造方法は、上記した第１実施例の製造方法を以下のように変更すればよい。即ち、ボロン照射工程では、半導体基板１１０の平面視においてボディ領域を囲むように矩形環状にボロンを照射する。また、トレンチ形成工程では、平行に並んだ複数のトレンチ８、８ａ、８ｂのうち両外側のトレンチ８ａとその内側のトレンチ８ｂが半導体基板１１０の平面視においてディープ領域１０９に含まれるように複数のトレンチ８、８ａ、８ｂを形成する。
【００４４】
図１３は、図１２のXIII−XIII線に沿った断面図である。図２に付した符号と同じ符号は同じ領域を示している。ボロンは、先に述べた第１実施例の製造方法におけるボディ領域の両側への注入のときと同じ加速電圧でトレンチ８ａ、８ｂの形成予定範囲に注入される。即ち、ボロンは、半導体基板１１０を平面視したときのどの位置においてもボディ領域の深さ範囲内に注入濃度のピークが位置するように注入される。その結果、ボロン注入範囲のどこにおいても結晶欠陥はボディ領域１０３の深さ範囲に集中し、ボディ領域１０３よりも深い範囲の結晶欠陥は少なくなる。ディープ領域形成工程では、トレンチ８ａ、８ｂの形成予定箇所も含めて、ディープ領域１０９はボディ領域１０３の下端よりも深くまで拡がるとともにボディ領域１０３に接続するように形成される。なお、トレンチ８、８ａ、８ｂは、深さがボディ領域１０３の下端よりも深くディープ領域１０９の下端よりは浅くなるように形成される。
【００４５】
半導体基板１１０の平面視において複数のトレンチ８の並び方向の最外側のトレンチ８ａ（及びその内側のトレンチ８ｂ）がディープ領域１０９に含まれることで、図１３の断面において空乏層はトレンチ８の下部の底部領域５から、ディープ領域１０９とドリフト領域６の境界に沿って拡がり、高い耐圧が確保される。ディープ領域１０９のトレンチ８ａ、８ｂを囲む範囲においても、ボディ領域１０３よりも深い範囲（高い耐圧が要求される範囲）では結晶欠陥の数が少なくなるので、リーク電流発生の可能性が低減される。
【００４６】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図１２、図１３の例では、トレンチの並び方向で最外側とその内側の合計４本のトレンチがディープ領域１０９に含まれている。ボディ領域を囲むように矩形環状にボロンを照射し、そのボロンを熱拡散させてディープ領域を形成する場合、トレンチの並び方向に沿った少なくとも最外側のトレンチがディープ領域に含まれるようにすればよい。
【００４７】
周辺領域２１（１２１）に、半導体基板１０（１１０）を平面視したときに素子領域２０（１２０）とディープ領域９（１０９）を囲むように、一重または多重のフィールドリミティングリング（ＦＬＲ）を形成してもよい。
【００４８】
以上、本発明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。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数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】
【００４９】
２、１０２：半導体装置
３、１０３：ボディ領域
４、１５：絶縁層
５：底部領域
６：ドリフト領域
７：ゲート電極
８、８ａ、８ｂ：トレンチ
９、１０９：ディープ領域
１０、１１０：半導体基板
１２：ソース電極
１３：ドレイン領域
１４：ドレイン電極
１９：ソース領域
２０、１２０：素子領域
２１、１２１：周辺領域
３０：照射されるボロン
３２：マスク
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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