(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に設けられたｐ型の第１の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられたｎ型の第２の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられ前記第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物を含む第３の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域と前記第２の電極の間に設けられたｎ型の第４の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域、前記第２の炭化珪素領域及び前記第４の炭化珪素領域に、絶縁膜を介して設けられた第３の電極と、
を備え、
前記第３の電極と前記第３の炭化珪素領域の距離は前記第３の電極と前記第２の炭化珪素領域の距離の２倍以上であり、前記第３の炭化珪素領域は前記第１の電極と前記第２の炭化珪素領域の間に設けられている半導体装置。
【請求項２】
前記第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物は窒素である請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物はリンである請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の炭化珪素領域は前記絶縁膜と前記第３の炭化珪素領域の間に設けられた請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３の炭化珪素領域の上面を含む平面との距離が前記第３の炭化珪素領域の上面を含む平面と前記第３の電極の距離より長い前記第２の炭化珪素領域の不純物濃度は、前記第３の炭化珪素領域の不純物濃度より低い請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第３の炭化珪素領域の上面を含む平面との距離が前記第３の炭化珪素領域の上面を含む平面と前記第３の電極の距離より長い前記第２の炭化珪素領域の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であり、前記第３の炭化珪素領域の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以上である請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の炭化珪素領域がアルミニウムを含む請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項８】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に設けられたｐ型の第１の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられたｎ型の第２の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられ前記第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物を含む第３の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域と前記第２の電極の間に設けられたｎ型の第４の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域、前記第２の炭化珪素領域及び前記第４の炭化珪素領域に、絶縁膜を介して設けられた第３の電極と、
を備え、
前記第３の電極と前記第３の炭化珪素領域の距離は前記第３の電極と前記第２の炭化珪素領域の距離の２倍以上であり、前記第２の炭化珪素領域は前記絶縁膜と前記第３の炭化珪素領域の間及び前記第１の炭化珪素領域と前記第３の炭化珪素領域の間に設けられている半導体装置。
【請求項９】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に設けられたｐ型の第１の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられたｎ型の第２の炭化珪素領域と、
前記第１の電極と前記第１の炭化珪素領域の間に設けられ前記第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物を含む第３の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域と前記第２の電極の間に設けられたｎ型の第４の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域、前記第２の炭化珪素領域及び前記第４の炭化珪素領域に、絶縁膜を介して設けられた第３の電極と、
を備え、
前記第３の電極と前記第３の炭化珪素領域の距離は前記第３の電極と前記第２の炭化珪素領域の距離の２倍以上であり、前記第３の炭化珪素領域の上面を含む平面と前記第３の電極の距離は前記第３の炭化珪素領域の膜厚より長い半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の半導体デバイス用の材料としてＳｉＣ（炭化珪素）が注目されている。ＳｉＣはＳｉ（シリコン）と比較してバンドギャップの大きさが約３倍、破壊電界強度が約１０倍、熱伝導率が約３倍という特徴を有する。そのため、ＳｉＣを用いることにより低損失かつ高温動作が可能な半導体デバイスを実現することが出来る。
【０００３】
ＳｉＣを用いた半導体デバイスでは、ゲート絶縁膜の信頼性が問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４６６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、信頼性の高い半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の半導体装置は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に設けられたｐ型の第１の炭化珪素領域と、第１の電極と第１の炭化珪素領域の間に設けられたｎ型の第２の炭化珪素領域と、第１の電極と第１の炭化珪素領域の間に設けられ第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物を含む第３の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域と第２の電極の間に設けられたｎ型の第４の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域、第２の炭化珪素領域及び第４の炭化珪素領域に、絶縁膜を介して設けられた第３の電極と、を備え、第３の電極と第３の炭化珪素領域の距離は第３の電極と第２の炭化珪素領域の距離の２倍以上であり、前記第３の炭化珪素領域は前記第１の電極と前記第２の炭化珪素領域の間に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【図２】第１の実施形態の半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図４】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図５】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図６】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図７】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図８】第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【図９】リンを含む炭化珪素領域を備えた第１の実施形態の半導体装置のワイブルプロットである。
【図１０】リンを含む炭化珪素領域を備えた第１の実施形態の半導体装置の、リン濃度が１×１０１９ｃｍ−３付近におけるワイブルプロットである。
【図１１】窒素を含む炭化珪素領域を備えた半導体装置のワイブルプロットである。
【図１２】第２の実施形態の半導体装置の模式図である。
【図１３】第３の実施形態の半導体装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
本明細書中、同一又は類似する部材については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１０】
本明細書中、ｎ＋、ｎ、ｎ−及び、ｐ＋、ｐ、ｐ−の表記は、各導電型における不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわちｎ＋はｎよりもｎ型の不純物濃度が相対的に高く、ｎ−はｎよりもｎ型の不純物濃度が相対的に低いことを表す。また、ｐ＋はｐよりもｐ型の不純物濃度が相対的に高く、ｐ−はｐよりもｐ型の不純物濃度が相対的に低いことを表す。なお、ｎ＋とｎ−を単にｎ型、またｐ＋とｐ−を単にｐ型と記載する場合もある。
【００１１】
本明細書中、部品等の位置関係を示すために、図面の上方向を「上」、図面の下方向を「下」と記述する。本明細書中、「上」、「下」の概念は、必ずしも重力の向きとの関係を示す用語ではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
本実施形態の半導体装置１００は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に設けられたｐ型の第１の炭化珪素領域と、第１の電極と第１の炭化珪素領域の間に設けられたｎ型の第２の炭化珪素領域と、第１の電極と第１の炭化珪素領域の間に設けられ第２の炭化珪素領域に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物を含む第３の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域と第２の電極の間に設けられたｎ型の第４の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域、第２の炭化珪素領域及び第４の炭化珪素領域に、絶縁膜を介して設けられた第３の電極と、を備える。
【００１３】
図１は、本実施形態の半導体装置１００の模式断面図である。半導体装置１００は、トレンチ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
【００１４】
半導体装置１００は、第１の炭化珪素領域１４と、第３の炭化珪素領域２４と、第２の炭化珪素領域２２と、第４の炭化珪素領域１２と、第５の炭化珪素領域１０と、第６の炭化珪素領域２０と、第１の電極３４と、第２の電極３６と、第３の電極３０と、第４の電極３２と、絶縁膜５０と、を備える。
【００１５】
第１の電極３４は、ソース電極である。第１の電極３４は、後述する第４の電極３２に電気的に接続されている。第１の電極３４は、例えばＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）の積層構造を有し、公知のプロセスにより形成される。なお、第１の電極３４と第４の電極３２の間にＴｉ／ＴｉＮ（窒化チタン）／Ａｌの積層構造を有するバリアメタルが設けられていても良い。また、第１の電極３４の上部に、図示しないＳｉＮ（窒化シリコン）からなるパッシベーション膜が設けられていても良い。
【００１６】
第２の電極３６は、ドレイン電極である。第２の電極３６は、金属シリサイドを含む。接触抵抗を小さくするため、特にニッケルシリサイドは好ましく用いられる。
【００１７】
第１の炭化珪素領域１４は、第１の電極３４と第２の電極３６の間に設けられている。第１の炭化珪素領域１４は、ウェル領域である。第１の炭化珪素領域１４は、ｐ型不純物としてのアルミニウム（Ａｌ）、又はホウ素（Ｂ）を含む。特にＡｌは好ましい。
【００１８】
第２の炭化珪素領域２２は、第１の電極３４と第１の炭化珪素領域１４の間に設けられている。ここで、後述する第３の炭化珪素領域２４は、第１の電極３４と第２の炭化珪素領域２２の間に設けられている。第２の炭化珪素領域２２は、ｎ型不純物としての窒素（Ｎ）を含む。
【００１９】
第３の炭化珪素領域２４は、第１の電極３４と第１の炭化珪素領域１４の間に設けられている。また、第３の炭化珪素領域２４は、ソース領域である。第３の炭化珪素領域２４は、第２の炭化珪素領域２２に含まれるｎ型不純物とは異なるｎ型不純物、具体的にはリン（Ｐ）又はヒ素（Ａｓ）を含む。なお、第３の炭化珪素領域２４は、さらに第２の炭化珪素領域２２に含まれるｎ型不純物である窒素（Ｎ）を含んでいても良い。
【００２０】
第４の炭化珪素領域１２は、第１の炭化珪素領域１４と第２の電極３６の間に設けられている。第４の炭化珪素領域１２は、ドリフト領域である。第４の炭化珪素領域１２は、ｎ型不純物としての窒素、ヒ素、リン又はアンチモン（Ｓｂ）を例えば１×１０１４ｃｍ−３以上３×１０１６ｃｍ−３以下含む。
【００２１】
第５の炭化珪素領域１０は、第４の炭化珪素領域１２と第２の電極３６の間に設けられている。第５の炭化珪素領域１０は、ドレイン領域である。第５の炭化珪素領域１０は、ｎ型不純物としての窒素、ヒ素、リン又はアンチモン（Ｓｂ）を例えば１×１０１８ｃｍ−３以上１×１０２０ｃｍ−３以下含む。
【００２２】
絶縁膜５０は、第１の炭化珪素領域１４、第２の炭化珪素領域２２及び第４の炭化珪素領域１２に接して設けられている。また、絶縁膜５０は、第３の炭化珪素領域２２に接している。また、絶縁膜５０は、第３の炭化珪素領域２２に接している。絶縁膜５０は、ゲート絶縁膜である。絶縁膜５０は、例えばシリコン酸化膜やｈｉｇｈ−ｋ膜である。
【００２３】
第３の電極３０は、第１の炭化珪素領域１４、第２の炭化珪素領域２２及び第４の炭化珪素領域１２に、絶縁膜５０を介して設けられている。また、第３の電極３０は、第３の炭化珪素領域２４に、絶縁膜５０を介して設けられてる。第３の電極３０は、ゲート電極である。第３の電極３０は、例えば不純物がドープされた多結晶シリコンを含む。
【００２４】
第６の炭化珪素領域２０は、第１の電極３４と第１の炭化珪素領域１４の間の、第３の炭化珪素領域２４又は第２の炭化珪素領域２２の側方に設けられている。第６の炭化珪素領域２０は、コンタクト領域である。第６の炭化珪素領域２０は、後述する第４の電極３２と、第１の炭化珪素領域１４の間の電気抵抗を低減するために用いられる。第６の炭化珪素領域２０は、例えばｐ型不純物としてのＡｌ、Ｂ（ホウ素）又はＧａ（ガリウム）を１×１０１９ｃｍ−３以上１×１０２０ｃｍ−３以下含む。
【００２５】
第４の電極３２は、第３の炭化珪素領域２４及び第６の炭化珪素領域２０と第１の電極３４の間に設けられている。第４の電極３２は、コンタクト電極である。第４の電極３２は、金属シリサイド（金属とシリコンの化合物）を含む。金属シリサイドは、例えばチタンシリサイド、アルミニウムシリサイド、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タンタルシリサイド、タングステンシリサイド又はハフニウムシリサイドである。接触抵抗を小さくするため上述の金属シリサイドはニッケルシリサイドであることが好ましい。
【００２６】
第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３は第３の炭化珪素領域２４の膜厚ｔより長い。第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は、第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度より低い。第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であり、第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以上である。第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２４の距離ｄ１は第３の電極３０と第２の炭化珪素領域２２の距離ｄ２の２倍以上である。
【００２７】
本実施形態の炭化珪素領域の不純物濃度、幅、形状及び膜厚は、例えば、ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型プローブ顕微鏡）、ＳＳＲＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型広がり抵抗顕微鏡）、二次イオン質量分析法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＳＩＭＳ）、ＳＣＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型静電容量顕微鏡）ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過型電子顕微鏡）−ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、ＴＥＭ―ＥＥＬＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ−Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等の分析方法により、又は上述の分析方法を組み合わせることにより、測定することが可能である。
【００２８】
次に、本実施形態の半導体装置１００の製造方法を記載する。図２は、本実施形態の半導体装置１００の製造方法のフローチャートである。図３乃至図８は、本実施形態の半導体装置の製造方法において、製造途中の半導体装置の模式断面図である。
【００２９】
本実施形態の半導体装置１００の製造方法は、ｎ＋型の第５の炭化珪素領域１０上にｎ型の第４の炭化珪素領域１２を形成し、第４の炭化珪素領域１２上にｐ型の第１の炭化珪素領域１４を形成し、第１の炭化珪素領域１４上にｎ型の第２の炭化珪素領域２２を形成し、第２の炭化珪素領域２２上にｎ型の第３の炭化珪素領域２４を形成し、第１の炭化珪素領域１４上の第３の炭化珪素領域２４及び第２の炭化珪素領域２２側方にｐ型の第６の炭化珪素領域２０を形成し、第３の炭化珪素領域２４、第２の炭化珪素領域２２、第１の炭化珪素領域１４を貫通し、第４の炭化珪素領域１２上に底部４２を有する第１の溝４０を形成し、第１の溝４０内に絶縁膜５０を形成し、第１の溝４０内の絶縁膜５０上に第３の電極３０を形成し、第３の電極３０の一部を除去して第２の溝４４を形成し、第２の溝４４及び第３の炭化珪素領域２４上に絶縁膜５０を形成し、第３の炭化珪素領域２４及び第６の炭化珪素領域２０上に第４の電極３２を形成し、第４の電極３２及び絶縁膜５０上に第１の電極３４を形成し、第５の炭化珪素領域１０の、第４の炭化珪素領域１２とは反対側に第２の電極３６を形成する。
【００３０】
まず、図３に示すように、ｎ+型の第５の炭化珪素領域１０上に、例えばエピタキシャル成長法により、ｎ型の第４の炭化珪素領域１２を形成する（Ｓ１０）。
【００３１】
次に、第４の炭化珪素領域１２上に、例えばＡｌのイオン注入により、ｐ型の第１の炭化珪素領域１４を形成する。次に、第１の炭化珪素領域１４上に、例えばＮのイオン注入により、第２の炭化珪素領域２２を形成する。次に、第２の炭化珪素領域２２上に、例えばＰ又はＡｓのイオン注入により、第３の炭化珪素領域２４を形成する。次に、第１の炭化珪素領域１４上の、第３の炭化珪素領域２４及び第２の炭化珪素領域２２の側方に、例えばＡｌ又はＢのイオン注入により、第６の炭化珪素領域２０を形成する（Ｓ１２）。この段階での図を図４に示す。次に、第１の炭化珪素領域１４、第３の炭化珪素領域２４及び第６の炭化珪素領域２０の活性化熱処理を行う。
【００３２】
次に、図５に示すように、例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング法）により、第３の炭化珪素領域２４、第２の炭化珪素領域２２、第１の炭化珪素領域１４を貫通し、第４の炭化珪素領域１２上に底部４２を有する第１の溝４０を形成する（Ｓ１４）。
【００３３】
次に、図６に示すように、例えば熱酸化法又はＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、第１の溝４０内に例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜５０を形成する（Ｓ１６）。
【００３４】
次に、図７に示すように、絶縁膜５０上に、例えばＣＶＤ法により、多結晶シリコンを含む第３の電極３０を形成する（Ｓ１８）。
【００３５】
次に、図８に示すように、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨法）により第３の電極３０、絶縁膜５０、第３の炭化珪素領域２４、第６の炭化珪素領域２０の表面を研磨し、ＲＩＥにより、第３の電極３０の一部を除去して第２の溝４４を形成する（Ｓ２０）。
【００３６】
次に、公知のプロセスにより、第２の溝４４及び第３の炭化珪素領域２４上に絶縁膜５０を形成し、第３の炭化珪素領域２４及び第６の炭化珪素領域２０上に第４の電極３２を形成し、第４の電極３２及び絶縁膜５０上に第１の電極３４を形成し、第５の炭化珪素領域１０の、第４の炭化珪素領域１２とは反対側に第２の電極３６を形成し、半導体装置１００を得る（Ｓ２２）。
【００３７】
次に、本実施形態の半導体装置１００の作用効果について記載する。
【００３８】
イオン注入により不純物を導入した領域の表面上に設けられたゲート絶縁膜においては、その領域におけるイオン注入量が多いほどゲート絶縁膜の寿命が短くなっている。
【００３９】
図９に、ｎ型不純物としてリンを用いた半導体装置１００における、横軸にゲート絶縁膜の破壊注入電荷量、縦軸に累積不良率をプロットしたワイブルプロットを示す。図１０に、リン濃度が１×１０１９ｃｍ−３付近におけるワイブルプロットを示す。リンの濃度が低い場合、ゲート絶縁膜破壊は破壊注入電荷量１０Ｃ／ｃｍ２付近において支配的に起きており、ワイブルプロットの傾きは急峻である、すなわち傾きは１より大きい。これらの破壊注入電荷量は、その絶縁膜が本来有する破壊注入電荷量を示しており、真性不良モード（あるいはＣモード不良）とよばれる破壊モードである。一方、リンの濃度が高まるにつれて、Ａモードの破壊注入電荷量より極端に少ない破壊注入電荷量で破壊に至る群、すなわち初期不良モード（あるいはＡモード不良）とよばれる破壊モードと、Ｃモード不良とＡモード不良の中間の破壊注入電荷量で偶発的に破壊に至る偶発不良モード（あるいはＢモード不良）とよばれる不良モードの発生割合が多くなる。Ｂモード不良が発生するリン濃度の閾値は図９及び図１０に示されるように１×１０１９ｃｍ−３であり、これよりリン濃度が低い場合にはＡモード不良及びＢモード不良はあらわれない。
【００４０】
図１１に、ｎ型不純物として窒素を用いた半導体装置１００におけるワイブルプロットを示す。リンの場合と比較して、６×１０１９ｃｍ−３というより高い不純物濃度にならないとＡモード不良やＢモード不良が発生しないことが分かる。
【００４１】
このように絶縁破壊を防止するために不純物濃度は低いことが好ましい一方で、電極の近傍には、電極との接触抵抗を減少させるため不純物濃度が高いことが好ましい。
【００４２】
本実施形態の半導体装置１００は、リン又はヒ素を含む第３の炭化珪素領域２４と、窒素を含む第２の炭化珪素領域２２と、を備える。リン又はヒ素は、炭化珪素への固溶度や活性度が高い。そのため、上述の第３の炭化珪素領域２４を設けることにより、第４の電極３２との接触抵抗を低減して半導体装置１００の電気抵抗を低減することが出来る。また、窒素は、図１０に示すようにリンの場合と比較してより高い不純物濃度でＢモード不良が発生することから、イオン注入に伴う炭化珪素領域の損傷がリンの場合と比較して小さいと言える。そのため、イオン注入による損傷が小さい炭化珪素領域を第３の電極３０又は絶縁膜５０の近傍に配置することが出来るため、信頼性の高い半導体装置１００の提供が可能になる。
【００４３】
なお、特にリンはヒ素よりも炭化珪素への固溶度や活性度が高いため、第３の炭化珪素領域２４はリンを含むことが好ましい。
【００４４】
第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３は第３の炭化珪素領域の膜厚ｔより長いとすることにより、第３の炭化珪素領域２４を第３の電極３０から適切に離間して設ける事が出来るため、更に信頼性の高い半導体装置１００の提供が可能になる。
【００４５】
第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度より低いとすることにより、第３の電極３０に近接する第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度を低く出来るため、同様に信頼性の高い半導体装置１００の提供が可能になる。
【００４６】
第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であり、第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以上であることにより、第３の電極３０に近接する第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度を低く出来るため、信頼性の高い半導体装置１００の提供が可能になる。
【００４７】
第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２４の距離ｄ１は第３の電極と第２の炭化珪素領域２２の距離ｄ２の２倍以上であるとすることにより、第３の炭化珪素領域２４を第３の電極３０から適切に離間して設けることが出来るため、更に信頼性の高い半導体装置１００の提供が可能になる。
【００４８】
Ｂは活性化熱処理の際に炭化珪素領域内を拡散してしまうため所望の不純物濃度プロファイルに制御するのが難しい。また、Ｇａは不安定な元素であるため、イオン注入種として安定的に取り扱うには不向きである。Ａｌは上述のような問題がないためｐ型不純物として好ましい。よって、第１の炭化珪素領域１４はＡｌを含むことが好ましい。
【００４９】
以上、本実施形態の半導体装置によれば、信頼性の高い半導体装置の提供が可能になる。
【００５０】
（第２の実施形態）
本実施形態の半導体装置２００は、第２の炭化珪素領域２２は絶縁膜５０と第３の炭化珪素領域２４の間及び第１の炭化珪素領域１４と第３の炭化珪素領域２４の間に設けられている点で、第１の実施形態の半導体装置と異なっている。ここで、第１の実施形態と重複する点については、その記載を省略する。
【００５１】
図１２は、本実施形態の半導体装置２００の模式図である。
【００５２】
本実施形態の半導体装置２００においては、第３の炭化珪素領域２４と絶縁膜５０の直接の接触を避けることが出来るため、更に信頼性の高い半導体装置の提供が可能になる。
【００５３】
（第３の実施形態）
本実施形態の半導体装置３００は、第２の炭化珪素領域２２は絶縁膜５０と第３の炭化珪素領域２４の間に設けられた点で、第１の実施形態の半導体装置と異なっている。ここで、第１及び第２の実施形態と重複する点については、その記載を省略する。
【００５４】
図１３は、本実施形態の半導体装置３００の模式図である。
【００５５】
本実施形態の半導体装置３００においては、第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は、第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度より低い。第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６との距離が第３の炭化珪素領域の上面を含む平面２６と第３の電極３０の距離ｄ３より長い第２の炭化珪素領域２２の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であり、第３の炭化珪素領域２４の不純物濃度は１×１０１９ｃｍ−３以上である。第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２４の距離ｄ１は第３の電極３０と第２の炭化珪素領域２２の距離ｄ２の２倍以上である。
【００５６】
本実施形態の半導体装置３００においては、絶縁膜５０と第３の炭化珪素領域２４は直接接していない。そのため、本実施形態の半導体装置３００においても、第３の炭化珪素領域２４と絶縁膜５０の直接の接触を避けることが出来るため、更に信頼性の高い半導体装置の提供が可能になる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１０      第５の炭化珪素領域
１２      第４の炭化珪素領域（ドリフト領域）
１４      第１の炭化珪素領域（ウェル領域）
２０      第６の炭化珪素領域（コンタクト領域）
２２      第２の炭化珪素領域
２４      第３の炭化珪素領域（ソース領域）
２６      第３の炭化珪素領域の上面を含む平面
２７      第３の炭化珪素領域の上面
２８      第４の電極の上面
３０      第３の電極（ゲート電極）
３２      第４の電極（コンタクト電極）
３４      第１の電極（ソース電極）
３６      第２の電極（ドレイン電極）
４０      第１の溝
４２      第１の溝の底部
４４      第２の溝
４６      第２の溝の底部
５０      絶縁膜
１００    半導体装置
２００    半導体装置
３００    半導体装置
【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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