(57)【要約】【課題】チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることが可能なＩＧＢＴを提供する。【解決手段】炭化珪素半導体層に設けられた溝と、炭化珪素半導体層に設けられた第１導電型のボディ領域と、少なくとも溝の側壁面を覆う絶縁膜と、を備え、溝の側壁面は｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面であって、溝の側壁面はボディ領域の表面を含み、絶縁膜は少なくとも溝の側壁面におけるボディ領域の表面に接しており、ボディ領域における第１導電型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であるＩＧＢＴである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の主面上に設けられた第２導電型の炭化珪素半導体層と、
前記炭化珪素半導体層に設けられた溝と、
前記炭化珪素半導体層に設けられた第１導電型のボディ領域と、
少なくとも前記溝の側壁面を覆う絶縁膜と、を備え、
前記溝の前記側壁面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面であって、
前記溝の前記側壁面は、前記ボディ領域の表面を含み、
前記絶縁膜は、少なくとも前記溝の前記側壁面における前記ボディ領域の前記表面に接しており、
前記ボディ領域における第１導電型不純物濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上である、ＩＧＢＴ。
【請求項２】
前記ボディ領域の前記炭化珪素基板側と反対側の領域に設けられた第２導電型のソース領域と、
前記ソース領域上に設けられたソース電極と、
前記絶縁膜上に設けられたゲート電極と、
前記炭化珪素基板の前記主面と反対側に設けられたドレイン電極と、を備え、
前記溝の前記側壁面は、前記炭化珪素半導体層まで到達しており、
前記溝の前記側壁面は、前記ソース領域と、前記ボディ領域と、前記炭化珪素半導体層とを含み、
前記ゲート電極の少なくとも一部が、前記溝の前記側壁面における前記ボディ領域の前記表面と前記絶縁膜を挟んで対向している、請求項１に記載のＩＧＢＴ。
【請求項３】
前記ソース電極の表面の平面形状は、ストライプ状またはハニカム状である、請求項２に記載のＩＧＢＴ。
【請求項４】
前記ゲート電極は、第１導電型または第２導電型のポリシリコンから形成されている、請求項２または３に記載のＩＧＢＴ。
【請求項５】
前記溝の前記側壁面の＜０１−１０＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角が−３°以上５°以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項６】
前記主面のオフ方位と＜０１−１０＞方向との為す角が５°以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項７】
前記主面のオフ方位と＜−２１１０＞方向とのなす角が５°以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項８】
前記主面は、前記炭化珪素基板を構成する炭化珪素のカーボン面側の主面である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項９】
前記ボディ領域における前記第１導電型不純物濃度が、１×１０20ｃｍ-3以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１０】
前記ボディ領域における前記第１導電型不純物濃度が、８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１１】
前記絶縁膜の厚さが、２５ｎｍ以上７０ｎｍ以下である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１２】
前記第１導電型がｐ型であり、前記第２導電型がｎ型である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１３】
ノーマリーオフ型となっている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１４】
前記絶縁膜が接する前記ボディ領域の前記表面に反転層が形成される閾値電圧が、２７℃以上１００℃以下の温度範囲において、２Ｖ以上である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１５】
前記閾値電圧が、１００℃において、３Ｖ以上である、請求項１４に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１６】
前記閾値電圧が、２００℃において、１Ｖ以上である、請求項１４または１５に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１７】
前記閾値電圧の温度依存性が、−１０ｍＶ／℃以上である、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１８】
２５℃における電子のチャネル移動度が、３０ｃｍ2／Ｖｓ以上である、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項１９】
１００℃における電子のチャネル移動度が、５０ｃｍ2／Ｖｓ以上である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項２０】
１５０℃における電子のチャネル移動度が、４０ｃｍ2／Ｖｓ以上である、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項２１】
電子のチャネル移動度の温度依存性が、−０．３ｃｍ２／Ｖｓ℃以上である、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項２２】
前記ボディ領域と前記絶縁膜との界面におけるバリアハイトが、２．２ｅＶ以上２．６ｅＶ以下である、請求項１〜２１のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【請求項２３】
オン状態において、前記ボディ領域に形成されるチャネル領域の抵抗値であるチャネル抵抗が、前記チャネル領域以外の前記炭化珪素半導体層の抵抗値であるドリフト抵抗よりも小さい、請求項１〜２２のいずれか１項に記載のＩＧＢＴ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴに関し、特に、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることが可能なＩＧＢＴに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化、および高温環境下での使用などの観点から、半導体装置を構成する半導体材料として炭化珪素を用いることが検討されている。
【０００３】
炭化珪素は、従来から半導体装置を構成する半導体材料として広く使用されている珪素と比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体である。そのため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素を用いることにより、半導体装置の高耐圧化、およびオン抵抗の低減などを達成することができる。
【０００４】
また、炭化珪素を半導体材料として用いた半導体装置は、珪素を半導体材料として用いた半導体装置に比べて、高温環境下での使用時における特性の低下が小さいという利点も有している。
【０００５】
このような炭化珪素を半導体材料として用いた半導体装置のうち、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）などの所定の閾値電圧を境にチャネル領域における反転層の形成の有無をコントロールして電流を導通または遮断する半導体装置について、閾値電圧の調整やチャネル移動度の向上などの様々な検討がなされている（たとえば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Sei-Hyung  Ryu  et  al.,  “Critical  issues  for  MOS  Based  Power  Devices  in  4H-SiC”,  Materials  Science  Forum,  2009年  Vols.615-617,  pp.743-748
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
たとえば、ＮチャネルのＩＧＢＴにおいては、ｐ型の導電型を有するｐボディ領域が形成され、ｐボディ領域内にチャネル領域が形成される。そして、ｐボディ領域におけるｐ型不純物（たとえばＢ（硼素）、Ａｌ（アルミニウム）など）の濃度（ドーピング濃度）を高くすることにより、閾値電圧をプラス側にシフトさせ、ノーマリーオフ型に近づける、あるいはノーマリーオフ型とすることができる。
【０００８】
一方、ＰチャネルのＩＧＢＴにおいては、上記Ｎチャネルの場合とは逆にｎボディ領域におけるｎ型不純物の濃度を高くすることにより、閾値電圧をマイナス側にシフトさせ、ノーマリーオフ型に近づける、あるいはノーマリーオフ型とすることができる。
【０００９】
しかしながら、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度またはｎボディ領域におけるｎ型不純物濃度を高濃度にすることによって閾値電圧を調整した場合には、チャネル移動度が大幅に低下するという問題があった。
【００１０】
チャネル移動度が大幅に低下する理由としては、ｐ型不純物濃度またはｎ型不純物濃度を高濃度にすることにより、ｐ型不純物またはｎ型不純物による電子の散乱や界面にトラップされた電子による散乱などのチャネル電子に対する散乱が顕著になるためである。
【００１１】
そのため、たとえば、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度は、１×１０16ｃｍ-3〜４×１０16ｃｍ-3程度とされる。その結果、従来のＩＧＢＴにおいては、十分なチャネル移動度を確保しつつ閾値電圧を自由に設定すること、特にノーマリーオフ型に近づける、あるいは十分にノーマリーオフ型とすることは難しいという問題があった。
【００１２】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることが可能なＩＧＢＴを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１導電型の炭化珪素基板と、炭化珪素基板の主面上に設けられた第２導電型の炭化珪素半導体層と、炭化珪素半導体層に設けられた溝と、炭化珪素半導体層に設けられた第１導電型のボディ領域と、少なくとも溝の側壁面を覆う絶縁膜と、を備え、溝の側壁面は｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面であって、溝の側壁面はボディ領域の表面を含み、絶縁膜は少なくとも溝の側壁面におけるボディ領域の表面に接しており、ボディ領域における第１導電型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であるＩＧＢＴである。
【００１４】
ここで、本発明のＩＧＢＴは、ボディ領域の炭化珪素基板側と反対側の領域に設けられた第２導電型のソース領域と、ソース領域上に設けられたソース電極と、絶縁膜上に設けられたゲート電極と、炭化珪素基板の主面と反対側に設けられたドレイン電極と、を備え、溝の側壁面は炭化珪素半導体層まで到達しており、溝の側壁面はソース領域と、ボディ領域と、炭化珪素半導体層とを含み、ゲート電極の少なくとも一部が溝の側壁面におけるボディ領域の表面と絶縁膜を挟んで対向していることが好ましい。
【００１５】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、ソース電極の表面の平面形状は、ストライプ状またはハニカム状であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、ゲート電極は、第１導電型または第２導電型のポリシリコンから形成されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、溝の側壁面の＜０１−１０＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角は−３°以上５°以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、炭化珪素基板の主面のオフ方位と＜０１−１０＞方向との為す角が５°以下であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、炭化珪素基板の主面のオフ方位と＜−２１１０＞方向とのなす角が５°以下であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、炭化珪素基板の主面は、炭化珪素基板を構成する炭化珪素のカーボン面側の主面であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、ボディ領域における第１導電型不純物濃度は、１×１０20ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、ボディ領域における第１導電型不純物濃度は、８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、絶縁膜の厚さは、２５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明のＩＧＢＴにおいて、第１導電型はｐ型であり、第２導電型はｎ型であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明のＩＧＢＴは、ノーマリーオフ型となっていることが好ましい。
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、絶縁膜が接するボディ領域の表面に反転層が形成される閾値電圧が、２７℃以上１００℃以下の温度範囲において、２Ｖ以上であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、閾値電圧が、１００℃において、３Ｖ以上であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、閾値電圧が、２００℃において、１Ｖ以上であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、閾値電圧の温度依存性が、−１０ｍＶ／℃以上であることが好ましい。
【００２９】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、２５℃における電子のチャネル移動度が、３０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００３０】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、１００℃における電子のチャネル移動度が、５０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００３１】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、１５０℃における電子のチャネル移動度が、４０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００３２】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、電子のチャネル移動度の温度依存性が、−０．３ｃｍ２／Ｖｓ℃以上であることが好ましい。
【００３３】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、ボディ領域と絶縁膜との界面におけるバリアハイトが、２．２ｅＶ以上２．６ｅＶ以下であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明のＩＧＢＴにおいては、オン状態において、ボディ領域に形成されるチャネル領域の抵抗値であるチャネル抵抗が、チャネル領域以外の炭化珪素半導体層の抵抗値であるドリフト抵抗よりも小さいことが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることが可能なＩＧＢＴを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図３】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図４】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図５】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図６】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図７】実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図８】実施の形態２のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図９】実施の形態３のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図１０】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１１】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１２】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１３】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１４】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１５】実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１６】実施の形態４のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図１７】実施の形態５のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図１８】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１９】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２０】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２１】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２２】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２３】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２４】実施の形態５のＩＧＢＴの製造方法の一例の製造工程の他の一部について図解する模式的な断面図である。
【図２５】実施の形態６のＩＧＢＴの模式的な断面図である。
【図２６】実施例１のサンプルのｐボディ領域のｐ型不純物濃度ＮA（ｃｍ-3）と、閾値電圧Ｖth（Ｖ）との関係を示す図である。
【図２７】実施例２における実施例のＩＧＢＴのｐボディ領域のｐ型不純物濃度ＮA（ｃｍ-3）とチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）との関係を示す図である。
【図２８】実施例２における比較例のＩＧＢＴのｐボディ領域のｐ型不純物濃度ＮA（ｃｍ-3）とチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）との関係を示す図である。
【図２９】実施例３における実施例のＩＧＢＴのゲート電圧ＶG（Ｖ）と、ｌｏｇスケールのドレイン電流量（Ａ）およびリニアスケールのドレイン電流量（Ａ）との関係を示す図である。
【図３０】実施例４における実施例Ａ、Ｂおよび比較例ＡのそれぞれのＩＧＢＴの閾値電圧（Ｖ）と温度（℃）との関係を示す図である。
【図３１】実施例５における実施例Ｃおよび比較例ＢのそれぞれのＩＧＢＴの温度（℃）と電子のチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）との関係を示す図である。
【図３２】実施例６における実施例のＩＧＢＴのｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度（ｃｍ-3）と閾値電圧（Ｖ）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、結晶面および方向を表わす場合に、本来であれば所要の数字の上にバーを付した表現をするべきであるが、表現手段に制約があるため、本明細書においては、所要の数字の上にバーを付す表現の代わりに、所要の数字の前に「−」を付して表現している。
【００３８】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明のＩＧＢＴの一例である実施の形態１のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態１のＩＧＢＴは、ｐ型の炭化珪素からなるｐ+型炭化珪素基板１と、ｐ+型炭化珪素基板１上に設けられたｎ型の炭化珪素からなるｎ+型電界停止層２と、ｎ+型電界停止層２上に設けられたｎ型の炭化珪素からなるｎ-型ドリフト層３と、ｎ-型ドリフト層３に設けられたｐ型の炭化珪素からなる一対のｐボディ領域４と、ｐボディ領域４にそれぞれ設けられたｎ型の炭化珪素からなる一対のｎ+ソース領域５と、ｐボディ領域４のそれぞれにおいてｎ+ソース領域５に隣り合うようにして設けられたｐ型の炭化珪素からなる一対のｐ+領域６とを備えている。
【００３９】
ｎ-型ドリフト層３には溝１６が設けられており、溝１６は、ｎ-型ドリフト層３まで到達する側壁面１６ａと、ｎ-型ドリフト層３からなる底面１６ｂとから構成されている。溝１６の側壁面１６ａには、ｎ+ソース領域５と、ｐボディ領域４と、ｎ-型ドリフト層３とがこの順序で含まれている。
【００４０】
溝１６の側壁面１６ａ、底面１６ｂおよびｎ+ソース領域５の上面の一部に接するようにして絶縁膜９１が設けられている。また、絶縁膜９１は、ＩＧＢＴの両端のそれぞれにおいて、ｐ+領域６、ｐボディ領域４、およびｎ-型ドリフト層３のそれぞれの上面にも接するようにして設けられている。
【００４１】
溝１６の側壁面１６ａ、底面１６ｂおよびｎ+ソース領域５の上面を覆う絶縁膜９１上には、絶縁膜９１に接するようにしてゲート電極９３が設けられている。ゲート電極９３は、溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面と絶縁膜９１を挟んで対向するようにして設けられている。
【００４２】
また、ｎ+ソース領域５の上面の一部およびｐ+領域６の上面の一部にそれぞれ接するようにしてソース電極９２が設けられている。さらに、ｐ+型炭化珪素基板１の主面と反対側にはドレイン電極９６が設けられている。
【００４３】
さらに、ゲート電極９３を覆うようにして層間絶縁膜９４が設けられており、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにしてソース配線９５が設けられている。なお、絶縁膜９１上のソース電極９２の端部に接する位置にも層間絶縁膜９４が設けられている。
【００４４】
実施の形態１のＩＧＢＴにおいては、溝１６の側壁面１６ａは、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面であり、ｐボディ領域４におけるｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上とされている。これにより、実施の形態１のＩＧＢＴにおいては、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることができる。
【００４５】
本発明者は、チャネル移動度の低下を抑制しつつ閾値電圧の設定の自由度を高める方策について詳細な検討を行なった結果、以下のような知見を得て本発明に想到した。
【００４６】
すなわち、炭化珪素を半導体材料として用いた従来のトレンチ型のＩＧＢＴは、｛０００１｝面に対するオフ角が８°以下程度のｐ+型炭化珪素基板の主面上にｎ+型電界停止層やｎ-型ドリフト層などのエピタキシャル成長層を形成し、そのエピタキシャル成長層にｐ+型炭化珪素基板の主面に対して垂直な側壁面を有する溝を形成することによって作製されていた。
【００４７】
このような従来のトレンチ型のＩＧＢＴにおいては、溝の側壁面のｐボディ領域がチャネル領域となる。しかしながら、従来のトレンチ型のＩＧＢＴにおいては、閾値電圧を自由に設定するために、ｐボディ領域のｐ型不純物濃度を上昇させていた。そのため、高濃度のｐ型不純物濃度を有するｐボディ領域においては、十分なチャネル移動度を確保することができなかった。
【００４８】
しかしながら、本発明者の検討によれば、実施の形態１のＩＧＢＴのように、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面を｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面とした場合には、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度を５×１０16ｃｍ-3以上といった高濃度としたときでも、閾値電圧をより自由に調節することができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができることを見い出した。
【００４９】
これにより、実施の形態１のＩＧＢＴにおいては、閾値電圧をプラス側にシフトさせた場合でも、チャネル移動度の低下を抑制することができる。その結果、実施の形態１のＩＧＢＴによれば、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧の設定の自由度を高めることが可能なＩＧＢＴを提供することができる。なお、上述の「不純物」は、炭化珪素中に導入されることにより多数キャリアを生成する不純物を意味する。
【００５０】
ｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３は、たとえば、ｐ+型炭化珪素基板１の一方の主面上にこの順序でエピタキシャル成長させることにより形成されており、ｎ型不純物を含むことにより導電型がｎ型となっている。
【００５１】
ｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３にそれぞれ含まれるｎ型不純物としては、たとえばＮ（窒素）などが用いられる。ｎ-型ドリフト層３のｎ型不純物濃度はｎ+型電界停止層２のｎ型不純物濃度よりも低くなっている。
【００５２】
一対のｐボディ領域４は、ｎ-型ドリフト層３に形成された溝１６を挟んで互いに向かい合うようにして分離して形成されており、ｐ型不純物を含むことにより導電型がｐ型となっている。ｐ型ボディ領域４に含まれるｐ型不純物としてはたとえば、アルミニウム（Ａｌ）および／または硼素（Ｂ）などが用いられる。
【００５３】
ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度は、上述のように、５×１０16ｃｍ-3以上とされる。ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度を５×１０16ｃｍ-3以上といった高濃度として閾値電圧をプラス側にシフトさせた場合でも、チャネル移動度の低下を抑制することができる。なお、閾値電圧をさらにプラス側にシフトさせる観点から、ｐ型ボディ領域４におけるｐ型不純物密度を、１×１０17ｃｍ−３以上とすることが好ましく、５×１０17ｃｍ-3以上とすることがより好ましい。
【００５４】
ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度は、１×１０20ｃｍ-3以下であることが好ましい。ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度を１×１０20ｃｍ-3以下とした場合にはｐボディ領域４の結晶性の悪化を抑制することができる傾向にある。
【００５５】
ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度は、８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下であることが好ましい。ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下である場合には、通常の動作温度において０〜５Ｖ程度の閾値電圧を得ることが可能となる傾向にある。これにより、実施の形態１のＩＧＢＴを、珪素を半導体材料として用いた従来のＩＧＢＴと置き換えて使用することができるとともに、実施の形態１のＩＧＢＴを安定してノーマリーオフ型とすることができる傾向にある。また、ｐ型不純物濃度が高くなることによる大幅なチャネル移動度の低下を回避することができる傾向にある。
【００５６】
一対のｐ+領域６は、一対のｐボディ領域４において、それぞれ、ｐ+領域６の上面がｎ+ソース領域５の上面と隣り合うようにして形成されている。ｐ+領域６は、ｎ+ソース領域５から見て、溝１６とは反対側の領域に形成されている。ｐ+領域６のｐ型不純物濃度は、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度よりも高濃度となっている。
【００５７】
一対のｎ+ソース領域５は、それぞれ、一対のｐボディ領域４のそれぞれｐ+型炭化珪素基板１側とは反対側の領域に上面が露出するようにして設けられている。一対のｎ+ソース領域５は、ｎ-型ドリフト層３に形成された溝１６を挟んで互いに向かい合うようにして分離して形成されており、ｎ型不純物を含むことにより導電型がｎ型となっている。ｎ+ソース領域５に含まれるｎ型不純物としては、たとえばＰ（リン）などが用いられる。
【００５８】
溝１６の側壁面１６ａの＜０１−１０＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角は−３°以上５°以下であることが好ましい。この場合には、チャネル移動度を一層向上させることができる傾向にある。ここで、面方位{０３−３８}に対するオフ角を−３°以上＋５°以下としたのは、チャネル移動度と上記オフ角との関係を調査した結果、この範囲内で特に高いチャネル移動度が得られたことに基づいている。
【００５９】
また、「＜０１−１０＞方向における{０３−３８}面に対するオフ角」とは、＜０１−１０＞方向および＜０００１＞方向を含む平面への溝１６の側壁面１６ａの法線の正射影と、{０３−３８}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が＜０１−１０＞方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が＜０００１＞方向に対して平行に近づく場合が負である。
【００６０】
なお、溝１６の側壁面１６ａは、実質的に{０３−３８}面であることがより好ましく、完全に{０３−３８}面であることがさらに好ましい。この場合には、チャネル移動度をより一層向上させることができる傾向にある。ここで、「実質的に{０３−３８}面である」とは、実質的に{０３−３８}面とみなせるオフ角の範囲に溝１６の側壁面１６ａが含まれていることを意味し、この場合のオフ角の範囲はたとえば{０３−３８}面に対するオフ角が±２°の範囲である。また、「完全に{０３−３８}面である」とは、溝１６の側壁面１６ａが、完全に{０３−３８}面に一致することを意味する。
【００６１】
絶縁膜９１は、一方のｎ+ソース領域５の上面から、溝１６の側壁面１６ａ、底面１６ｂおよび側壁面１６ａを通って、他方のｎ+ソース領域５の上面にまで延在するように形成されている。絶縁膜９１は、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなっている。
【００６２】
絶縁膜９１の厚さは、２５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが好ましい。絶縁膜９１の厚さが２５ｎｍ以上７０ｎｍ以下である場合には、実施の形態１のＩＧＢＴの動作中における絶縁破壊の発生を抑制することができるとともに、ゲート電極９３に印加されるゲート電圧を小さく抑えることができる傾向にある。
【００６３】
ゲート電極９３は、一方のｎ+ソース領域５の上面から、溝１６の側壁面１６ａ、底面１６ｂおよび側壁面１６ａを通って、他方のｎ+ソース領域５の上面まで延在する絶縁膜９１に接触するようにして形成されている。
【００６４】
ゲート電極９３は、たとえば、ｎ型不純物またはｐ型不純物が添加されたポリシリコン、またはＡｌなどの導電体から形成されるが、なかでも、ｐ型ポリシリコンから形成されていることが好ましい。ゲート電極９３がｐ型ポリシリコンから形成されている場合には、閾値電圧をプラス側にシフトさせやすくなって、実施の形態１のＩＧＢＴをノーマリーオフ型とすることができる傾向にある。なお、ｐ型ポリシリコンとしては、たとえば、多数キャリアが正孔であるポリシリコンを用いることができる。なお、ゲート電極９３にｎ型不純物またはｐ型不純物が添加されたポリシリコンを用いる場合には、ゲート電極９３は、たとえば、ポリシリコンにリンやヒ素などのｎ型不純物を１×１０18ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下、望ましくは５×１０19ｃｍ-3以上５×１０20ｃｍ-3以下の濃度に添加した後にｎ型不純物を活性化することによって、またはポリシリコンにボロンなどのｐ型不純物を１×１０18ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下、望ましくは５×１０19ｃｍ-3以上５×１０20ｃｍ-3以下の濃度に添加した後にｐ型不純物を活性化することによって作製することができる。
【００６５】
ソース電極９２は、ｎ+ソース領域５の上面から、溝１６から離れる向きに延在し、ｐ＋領域６の上面を通って、ｐ＋領域６の上面に設けられた絶縁膜９１の上面まで達している。
【００６６】
ソース電極９２は、たとえば、ＮｉｘＳｉｙ（ニッケルシリサイド）などのｎ+ソース領域５とオーミックコンタクト可能な材料から形成される。
【００６７】
ソース電極９２の表面の平面形状は、ストライプ状またはハニカム状であることが好ましい。ソース電極９２の表面の平面形状がストライプ状またはハニカム状である場合には、チャネル電子やバルク中の電子移動度の異方性の影響を受けにくく安定した動作特性が得られることや、チャネル充填を高くすることによる低損失化が得られる傾向にある。
【００６８】
ドレイン電極９６は、ｐ+型炭化珪素基板１のｎ-型ドリフト層３が形成される側とは反対側の主面に接触して形成されている。ドレイン電極９６は、たとえばＮｉｘＳｉｙまたはＴｉＡｌＳｉ合金などのｐ+型炭化珪素基板１とオーミックコンタクト可能な材料から形成されており、ｐ+型炭化珪素基板１と電気的に接続されている。
【００６９】
次に、実施の形態１のＩＧＢＴの動作について説明する。図１を参照して、ゲート電極９３に印加される電圧が閾値電圧未満の状態、すなわちオフ状態では、ドレイン電極９６に電圧を印加した場合でも、絶縁膜９１の直下に位置するｐ型ボディ領域４とｎ+ソース領域５との間のｐｎ接合が逆バイアスとなり、非導通状態となる。
【００７０】
一方、ゲート電極９３に閾値電圧以上の電圧を印加した場合には、絶縁膜９１と接触するｐ型ボディ領域４の領域であるチャネル領域において、反転層が形成される。これにより、ｎ+ソース領域５と、ｐボディ領域４と、ｎ-型ドリフト層３とが電気的に接続され、ソース電極９２とドレイン電極９６との間に電流が流れる。
【００７１】
実施の形態１のＩＧＢＴにおいては、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａのｐボディ領域４の表面は｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面とされている。これにより、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度を５×１０16ｃｍ-3以上と高濃度にして閾値電圧をプラス側にシフトさせた場合でもチャネル領域におけるキャリア（電子）の移動度（チャネル移動度）の低下を抑制することができる。そのため、実施の形態１のＩＧＢＴにおいては、チャネル移動度の低下を抑制しつつ、閾値電圧をプラス側にシフトさせ、ノーマリーオフ型に近づいた、あるいはノーマリーオフ型のＩＧＢＴとされている。
【００７２】
ここで、絶縁膜９１が接するｐボディ領域４の表面に反転層が形成される閾値電圧は、２５℃以上１００℃以下の温度範囲において、２Ｖ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴが通常の動作温度において、より確実にノーマリーオフの状態を維持することができる傾向にある。
【００７３】
また、閾値電圧は、１００℃の温度において３Ｖ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴの動作温度が高温であるときでも、より確実にノーマリーオフの状態を維持することができる傾向にある。
【００７４】
また、閾値電圧は、２００℃の温度において１Ｖ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴの動作温度が高温であるときでも、より確実にノーマリーオフの状態を維持することができる傾向にある。
【００７５】
また、閾値電圧の温度依存性は、−１０ｍＶ／℃以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴをより安定してノーマリーオフの状態を維持することができる傾向にある。なお、本明細書において、「閾値電圧の温度依存性」は、ＩＧＢＴの動作温度の変化量に対する閾値電圧の変化量の割合（（閾値電圧の変化量）／（ＩＧＢＴの動作温度の変化量））を意味する。
【００７６】
また、２５℃における電子のチャネル移動度は、３０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴのオン抵抗を十分に抑制することができる傾向にある。
【００７７】
また、１００℃における電子のチャネル移動度は、５０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴの動作温度が高温である場合でも、ＩＧＢＴのオン抵抗を十分に抑制することができる傾向にある。
【００７８】
また、１５０℃における電子のチャネル移動度は、４０ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴの動作温度がさらに高温である場合でも、ＩＧＢＴのオン抵抗を十分に抑制することができる傾向にある。
【００７９】
また、電子のチャネル移動度の温度依存性は、−０．３ｃｍ２／Ｖｓ℃以上であることが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴのオン抵抗をより安定して抑制することができる傾向にある。なお、本明細書において、「電子のチャネル移動度の温度依存性」は、ＩＧＢＴの動作温度の変化量に対する電子のチャネル移動度の変化量の割合（（電子のチャネル移動度の変化量）／（ＩＧＢＴの動作温度の変化量））を意味する。
【００８０】
また、ｐボディ領域４と絶縁膜９１との界面におけるバリアハイトは、２．２ｅＶ以上２．６ｅＶ以下であることが好ましい。この場合には、リーク電流を抑制しつつ、高いチャネル移動度を確保することができる傾向にある。なお、本明細書において、「バリアハイト」とは、ｐボディ領域４の伝導帯と絶縁膜９１の伝導帯との間のバンドギャップの大きさのことである。
【００８１】
また、チャネル抵抗は、ドリフト抵抗よりも小さいことが好ましい。この場合には、ＩＧＢＴのオン抵抗を十分に抑制することができる傾向にある。なお、本明細書において、「チャネル抵抗」とは、オン状態において、ｐボディ領域４に形成されるチャネル領域の抵抗値のことである。また、本明細書において、「ドリフト抵抗」は、オン状態において、チャネル領域以外のｎ-型ドリフト層３の抵抗値のことである。
【００８２】
以下、図２〜図７の模式的断面図を参照して、実施の形態１のＩＧＢＴの製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上に、ｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をこの順序でエピタキシャル成長させる。
【００８３】
ここで、ｐ+型炭化珪素基板１の主面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となる表面に対して垂直となる面方位の表面が選択される。
【００８４】
次に、図３に示すように、ｎ-型ドリフト層３の一部を除去することによって溝１６を形成する。
【００８５】
ここで、溝１６は、図３に示すように、ｎ-型ドリフト層３の上面において溝１６が形成されない領域にレジストなどのマスク層１７を形成した後に、ｎ-型ドリフト層３の一部をその厚さ方向にエッチングすることによって形成される。これにより、溝１６の側壁面１６ａが、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となる表面となる。
【００８６】
エッチングの方法としては、たとえば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いることでき、特に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥを用いることが好ましい。エッチングとしては、たとえば、反応ガスとしてＳＦ6またはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥを用いることができる。このようなエッチングにより、溝１６が形成されるべき領域に、側壁面１６ａがｐ+型炭化珪素基板１の主面に対してほぼ垂直な側壁面１６ａを有する溝１６を形成することができる。
【００８７】
次に、図４に示すように、ｎ-型ドリフト層３に、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６を形成する。
【００８８】
ここで、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６は、それぞれ、たとえば以下のようにして製造することができる。
【００８９】
まず、ｐボディ領域４を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばＡｌ（アルミニウム）イオンがｎ-型ドリフト層３に注入されることにより、ｐボディ領域４が形成される。
【００９０】
次に、ｎ+ソース領域５を形成するためのイオン注入が行なわれる。具体的には、たとえばＰ（リン）イオンがｐボディ領域４に注入されることにより、ｐ型ボディ領域４内にｎ+ソース領域５が形成される。
【００９１】
さらに、ｐ+領域６を形成するためのイオン注入が実施される。具体的には、たとえばＡｌイオンがｐボディ領域４に注入されることにより、ｐボディ領域４内にｐ+領域６が形成される。
【００９２】
上記のイオン注入は、たとえば、マスク層１７を除去した後に、ｎ-型ドリフト層３の主面上に二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなり、イオン注入を実施すべき所望の領域に開口を有するマスク層を形成して実施することができる。
【００９３】
次に、上記のｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６について熱処理を行なう。ここで、熱処理は、たとえば、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６の形成後のｐ+型炭化珪素基板１をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において１７００℃に加熱し、３０分間保持することなどにより行なうことができる。これにより、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６に注入された不純物が活性化する。
【００９４】
次に、図５に示すように、絶縁膜９１を形成する。ここで、絶縁膜９１は、たとえば、上記の熱処理後のｐ+型炭化珪素基板１を酸素雰囲気中において１３００℃に加熱して６０分間保持することにより行なうことができる。
【００９５】
次に、絶縁膜９１の形成後のｐ+型炭化珪素基板１を一酸化窒素（ＮＯ）ガス雰囲気中において熱処理する。この熱処理の条件としては、たとえば、ＮＯガス雰囲気中において、１１００℃以上１３００℃以下の温度で、ｐ+型炭化珪素基板１を１時間程度保持する条件を用いることができる。
【００９６】
このＮＯガス雰囲気中における熱処理により、絶縁膜９１とｐボディ領域４との界面領域に窒素原子を導入することができる。これにより、絶縁膜９１とｐボディ領域４との界面領域における界面準位の形成を抑制することができるため、ＩＧＢＴのチャネル移動度を向上させることができる。
【００９７】
なお、上記においては、ＮＯガス雰囲気中において熱処理を行なう場合について説明したが、絶縁膜９１とｐボディ領域４との界面領域に窒素原子を導入することができれば、ＮＯガスに限らず、他のガスを用いてもよいことは言うまでもない。
【００９８】
次に、上記の熱処理後のｐ+型炭化珪素基板１をＡｒ（アルゴン）ガス雰囲気中において熱処理する。この熱処理の条件としては、たとえば、Ａｒガス雰囲気中において、ＮＯガス雰囲気中における熱処理の温度よりも高い温度であって、絶縁膜９１の融点未満の温度で１時間程度保持する条件を用いることができる。
【００９９】
これにより、絶縁膜９１とｐボディ領域４との界面領域における界面準位の形成をさらに抑制することができるため、ＩＧＢＴのチャネル移動度を向上させることができる。
【０１００】
なお、上記においては、雰囲気ガスとしてＡｒガスを用いる場合について説明したが、Ａｒガスに代えて窒素ガスなどの他の不活性ガスを用いてもよいことは言うまでもない。
【０１０１】
特に、Ａｒガス雰囲気中における熱処理は、ＮＯガス雰囲気中における熱処理の温度よりも高い温度であることが好ましい。これにより、絶縁膜９１とｐボディ領域４との界面領域に残存した格子間原子としての炭素原子を、ｎ-型ドリフト層３の内部に有効に拡散することができる。そのため、ＩＧＢＴのチャネル移動度を一層向上することができる。
【０１０２】
たとえば、ＮＯガス雰囲気中における熱処理の温度を９００℃以上１４００℃以下とし、Ａｒガス雰囲気中における熱処理の温度をＮＯガス雰囲気中における熱処理の温度よりも高く、かつ１０００℃以上１５００℃以下とすることができる。
【０１０３】
次に、ゲート電極９３、ソース電極９２、層間絶縁膜９４、ソース配線９５およびドレイン電極９６を形成する工程が行なわれる。
【０１０４】
この工程では、まず、たとえば、ＣＶＤ法、フォトリソグラフィおよびエッチングなどにより、ｐ型ポリシリコンからなるゲート電極９３を形成する。そして、ｐ+型炭化珪素基板１の裏面に蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成した後に、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することによりドレイン電極９６を形成する。
【０１０５】
次に、図６に示すように、ゲート電極９３および絶縁膜９１を覆うようにして、層間絶縁膜９４を形成する工程が行なわれる。ここで、層間絶縁膜９４を形成する工程は、たとえば、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を約１μｍの厚さに形成することにより行なうことができる。
【０１０６】
次に、図７に示すように、ソース電極９２を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース電極９２を形成する工程は、たとえば、フォトリソグラフィおよびエッチングにより層間絶縁膜９４の一部に開口部を設けた後に、蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成し、その後、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することにより行なうことができる。
【０１０７】
次に、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにしてソース配線９５を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース配線９５は、たとえば、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにＡｌ膜を形成することにより行なうことができる。これにより、実施の形態１のＩＧＢＴを作製することができる。
【０１０８】
＜実施の形態２＞
図８に、本発明のＩＧＢＴの他の一例である実施の形態２のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態２のＩＧＢＴは、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上にｎ+型電界停止層２が設けられていない点で実施の形態１のＩＧＢＴと異なっている。
【０１０９】
実施の形態２のＩＧＢＴにおいても、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面であって、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であることから、閾値電圧の設定の自由度を高めることができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができる。
【０１１０】
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については省略する。
【０１１１】
＜実施の形態３＞
図９に、本発明のＩＧＢＴの他の一例である実施の形態３のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態３のＩＧＢＴは、溝１６の側壁面１６ａがｐ+型炭化珪素基板１の主面に対して傾斜していることを特徴としている。
【０１１２】
実施の形態３のＩＧＢＴにおいても、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面であって、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であることから、閾値電圧の設定の自由度を高めることができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができる。
【０１１３】
ここで、ｐ+型炭化珪素基板１の主面のオフ方位と＜０１−１０＞方向との為す角が５°以下であることが好ましい。＜０１−１０＞方向はｐ+型炭化珪素基板１の主面の代表的なオフ方位であるため、ｐ+型炭化珪素基板１の製造工程におけるスライス加工のばらつき等によるオフ方位のばらつきを＜０１−１０＞方向に対して５°以下とすることによりｐ+型炭化珪素基板１の主面上へのｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をエピタキシャル成長により容易に形成することができる傾向にある。
【０１１４】
また、ｐ+型炭化珪素基板１の主面のオフ方位と＜−２１１０＞方向との為す角が５°以下であることが好ましい。＜−２１１０＞方向は、＜０１−１０＞方向と同様にｐ+型炭化珪素基板１の主面の代表的なオフ方位であるため、ｐ+型炭化珪素基板１の製造工程におけるスライス加工のばらつき等によるオフ方位のばらつきを＜０１−１０＞方向に対して５°以下とすることによりｐ+型炭化珪素基板１の主面上へのｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をエピタキシャル成長により容易に形成することができる傾向にある。
【０１１５】
また、ｐ+型炭化珪素基板１の主面は、ｐ+型炭化珪素基板１を構成する炭化珪素のカーボン面側の主面であることが好ましい。ｐ+型炭化珪素基板１の主面をカーボン面側の主面とすることによって、ｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をそれぞれエピタキシャル成長させたときのｐ+型炭化珪素基板１の主面の傾き（オフ角）を小さくすることができる。そのため、ｐ+型炭化珪素基板１の主面に対して傾斜している溝１６の側壁面１６ａのたとえば断面において対向している２つの面の面方位差を小さくすることができる傾向にある。なお、六方晶の単結晶炭化珪素の（０００１）面はシリコン面と定義され、（０００−１）面はカーボン面と定義される。
【０１１６】
以下、図１０〜図１５の模式的断面図を参照して、実施の形態３のＩＧＢＴの製造方法の一例について説明する。まず、図１０に示すように、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上にｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をこの順序でエピタキシャル成長させた後にマスク層１７を形成する。
【０１１７】
ここで、マスク層１７は、溝１６の形成箇所に相当する箇所に、傾斜面１７ａを有するように形成される。マスク層１７の傾斜面１７ａは、後述するｎ-型ドリフト層３の表面のエッチングによって溝１６の傾斜する側壁面１６ａ（｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面）が現れるように形成される。
【０１１８】
次に、上記のような形状を有するマスク層１７をマスクとしてｎ-型ドリフト層３のエッチングを行なうことによって、図１１に示すように、ｎ-型ドリフト層３の表面に側壁面１６ａを有する溝１６を形成する。その後、マスク層１７は除去される。ここで、ｎ-型ドリフト層３のエッチングは、たとえば、異方性の高いドライエッチングまたは熱エッチングなどにより行なうことができる。
【０１１９】
次に、図１２に示すように、ｎ-型ドリフト層３に、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６を形成する。そして、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６について熱処理を行なうことによって、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６のそれぞれにおける不純物の活性化を行なう。
【０１２０】
次に、図１３に示すように、絶縁膜９１を形成する。そして、絶縁膜９１の形成後のｐ+型炭化珪素基板１をＮＯガス雰囲気中において熱処理し、その後、ｐ+型炭化珪素基板１をＡｒアルゴンガス雰囲気中において熱処理する。
【０１２１】
次に、ゲート電極９３、ソース電極９２、層間絶縁膜９４、ソース配線９５およびドレイン電極９６を形成する工程が行なわれる。そして、ｐ+型炭化珪素基板１の裏面に蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成した後に、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することによりドレイン電極９６を形成する。
【０１２２】
次に、図１４に示すように、ゲート電極９３および絶縁膜９１を覆うようにして、層間絶縁膜９４を形成する工程が行なわれる。ここで、層間絶縁膜９４を形成する工程は、たとえば、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を約１μｍの厚さに形成することにより行なうことができる。
【０１２３】
次に、図１５に示すように、ソース電極９２を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース電極９２を形成する工程は、たとえば、フォトリソグラフィおよびエッチングにより層間絶縁膜９４の一部に開口部を設けた後に、蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成し、その後、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することにより行なうことができる。
【０１２４】
次に、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにしてソース配線９５を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース配線９５は、たとえば、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにＡｌ膜を形成することにより行なうことができる。これにより、実施の形態３のＩＧＢＴを作製することができる。
【０１２５】
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１および実施の形態２と同様であるため、その説明については省略する。
【０１２６】
＜実施の形態４＞
図１６に、本発明のＩＧＢＴの他の一例である実施の形態４のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態４のＩＧＢＴは、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上にｎ+型電界停止層２が設けられていない点で実施の形態３のＩＧＢＴと異なっている。
【０１２７】
実施の形態４のＩＧＢＴにおいても、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面であって、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であることから、閾値電圧の設定の自由度を高めることができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができる。
【０１２８】
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１〜３と同様であるため、その説明については省略する。
【０１２９】
＜実施の形態５＞
図１７に、本発明のＩＧＢＴの他の一例である実施の形態５のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態５のＩＧＢＴは、溝１６の側壁面１６ａがｐ+型炭化珪素基板１の主面に対して傾斜しているとともに、側壁面１６ａから延在する底面１６ｂを有していることを特徴としている。
【０１３０】
実施の形態５のＩＧＢＴにおいても、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面であって、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であることから、閾値電圧の設定の自由度を高めることができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができる。
【０１３１】
以下、図２および図１８〜図２４の模式的断面図を参照して、実施の形態４のＩＧＢＴの製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上にｎ+型電界停止層２およびｎ-型ドリフト層３をこの順序でエピタキシャル成長させる。
【０１３２】
次に、図１８に示すように、ｎ-型ドリフト層３に、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６を形成する。
【０１３３】
次に、図１９に示すように、溝１６の形成領域に対応する領域に開口部を設けたマスク層１７を形成した後に、ｎ-型ドリフト層３の一部をその厚さ方向にエッチングすることによって溝１６を形成する。
【０１３４】
次に、図２０に示すように、マスク層１７をマスクとして用いて、溝１６の側壁面１６ａに｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下である表面が現れる熱エッチング工程を行なう。
【０１３５】
ここで、熱エッチング工程は、たとえば、酸素ガスと塩素ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度を、たとえば７００℃以上１０００℃以下として図２０に示す溝１６の側壁面１６ａのエッチング(熱エッチング）を行なうことにより、図２０に示すようにｐ+型炭化珪素基板１の主面に対して傾斜した側壁面１６ａを有する溝１６を形成することができる。
【０１３６】
ここで、上記の熱エッチング工程においては、酸素ガスに対する塩素ガスの流量比率（（塩素ガス流量）／（酸素ガス流量））を、０．５以上４以下とすることが好ましく、１以上２以下とすることがより好ましい。
【０１３７】
また、上記の酸素ガスと塩素ガスとの混合ガスには、酸素ガスと塩素ガス以外にもキャリアガスを含んでいてもよい。キャリアガスとしては、たとえば、窒素（Ｎ2）ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスからなる群から選択された少なくとも１種などを用いることができる。
【０１３８】
また、上記のように、熱エッチング工程における熱処理温度を７００℃以上１０００℃以下とした場合には、熱エッチング速度は、たとえば７０μｍ／ｈｒ程度となる。
【０１３９】
さらに、マスク層１７に二酸化珪素（ＳｉＯ2）を用いた場合には、二酸化珪素に対する炭化珪素のエッチング選択比を極めて大きくすることができるため、熱エッチング工程中にＳｉＯ2からなるマスク層１７は実質的にエッチングされない傾向にある。
【０１４０】
なお、上記の熱エッチング工程により溝１６の側壁面１６ａに現れる結晶面はたとえば{０３−３−８}面となっている。すなわち、上記の熱エッチング工程においては、エッチング速度の最も遅い結晶面である{０３−３−８}面が溝１６の側壁面１６ａとして自己形成される。
【０１４１】
次に、図２１に示すようにマスク層１７を除去した後に、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６について熱処理を行なうことによって、ｐボディ領域４、ｎ+ソース領域５およびｐ+領域６のそれぞれにおける不純物の活性化を行なう。
【０１４２】
次に、図２２に示すように、絶縁膜９１を形成する。そして、絶縁膜９１の形成後のｐ+型炭化珪素基板１をＮＯガス雰囲気中において熱処理し、その後、ｐ+型炭化珪素基板１をＡｒアルゴンガス雰囲気中において熱処理する。
【０１４３】
次に、ゲート電極９３、ソース電極９２、層間絶縁膜９４、ソース配線９５およびドレイン電極９６を形成する工程が行なわれる。そして、ｐ+型炭化珪素基板１の裏面に蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成した後に、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することによりドレイン電極９６を形成する。
【０１４４】
次に、図２３に示すように、ゲート電極９３および絶縁膜９１を覆うようにして、層間絶縁膜９４を形成する工程が行なわれる。ここで、層間絶縁膜９４を形成する工程は、たとえば、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を約１μｍの厚さに形成することにより行なうことができる。
【０１４５】
次に、図２４に示すように、ソース電極９２を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース電極９２を形成する工程は、たとえば、フォトリソグラフィおよびエッチングにより層間絶縁膜９４の一部に開口部を設けた後に、蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成し、その後、Ｎｉ膜を加熱してシリサイド化することにより行なうことができる。
【０１４６】
次に、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにしてソース配線９５を形成する工程が行なわれる。ここで、ソース配線９５は、たとえば、ソース電極９２および層間絶縁膜９４を覆うようにＡｌ膜を形成することにより行なうことができる。これにより、実施の形態５のＩＧＢＴを作製することができる。
【０１４７】
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１〜４と同様であるため、その説明については省略する。
【０１４８】
＜実施の形態６＞
図２５に、本発明のＩＧＢＴの他の一例である実施の形態６のＩＧＢＴの模式的な断面図を示す。実施の形態６のＩＧＢＴは、ｐ+型炭化珪素基板１の主面上にｎ+型電界停止層２が設けられていない点で実施の形態５のＩＧＢＴと異なっている。
【０１４９】
実施の形態６のＩＧＢＴにおいても、チャネル領域となる溝１６の側壁面１６ａにおけるｐボディ領域４の表面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下の表面であって、ｐボディ領域４のｐ型不純物濃度が５×１０16ｃｍ-3以上であることから、閾値電圧の設定の自由度を高めることができるとともに、チャネル移動度の大幅な低下を抑制することができる。
【０１５０】
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１〜５と同様であるため、その説明については省略する。
【実施例１】
【０１５１】
ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度と閾値電圧との関係を確認する実験を行なった。
具体的には、まず、上記実施の形態１と同様にＮＯアニール工程およびＡｒアニール工程を含むプロセスにより、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（サンプル）を作製した。ここで、ｐボディ領域のｐ型不純物濃度の異なる複数のサンプルを作製した。そして、各サンプルについて閾値電圧を測定した。その結果を図２６に示す。図２６において、横軸はｐボディ領域のｐ型不純物濃度ＮA（ｃｍ-3）を示し、縦軸は閾値電圧Ｖth（Ｖ）を示している。
【０１５２】
また、図２６の丸印が実験の結果得られたデータ点である。また、図２６における曲線は、ｐボディ領域のｐ型不純物濃度と閾値電圧との関係の理論曲線である。理論曲線は、以下の式（１）に対応するものである。なお、式（１）において、ｎｉは真性キャリア密度、Ｃｏｘは酸化膜容量、φｍおよびφｓは、それぞれ金属および半導体の仕事関数、ΔＶＱｅｆｆは実効固定電荷による電圧シフト成分を示す。また、Ｑは電気素量を示す(Ｑ＝１．６×１０-19Ｃ)。ここでは、実験結果より、ΔＶＱｅｆｆ＝−１．９Ｖとした。
【０１５３】
【数１】
2012209422.tif 000003
【０１５４】
図２６に示すように、実験により得られたデータ点は理論曲線に沿って分布している。そして、図２６に示す結果から、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度を８×１０16ｃｍ-3以上とすることにより、安定してプラスの閾値電圧が得られるため、ノーマリーオフを達成できると考えられる。
【実施例２】
【０１５５】
ｐボディ領域のｐ型不純物濃度とチャネル移動度との関係を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。
【０１５６】
まず、実施例１と同様にして、ＮＯアニール工程およびＡｒアニール工程を含むプロセスにより、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（サンプル）を作製した。このとき、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度を２×１０16ｃｍ-3〜１×１０17ｃｍ-3の範囲で変化させた複数のサンプルを作製した。なお、絶縁膜の形成は、酸素雰囲気中で１２００〜１３００℃に加熱し、約６０分間保持することにより行なった。その後、ＮＯ雰囲気中で１１００〜１２００℃に加熱し、約６０分間保持することによりＮＯアニール処理を実施した。さらにその後、Ａｒ雰囲気中で１２００〜１３００℃に加熱し、約６０分間保持することによりＡｒアニール処理を実施した（実施例のＩＧＢＴ）。
【０１５７】
一方、比較のため、溝の側壁面の面方位が（０００１）であるＩＧＢＴを作製した（比較例のＩＧＢＴ）。
【０１５８】
そして、実施例のＩＧＢＴと、比較例のＩＧＢＴのそれぞれのチャネル移動度を測定した。図２７に、実施例のＩＧＢＴのｐボディ領域のｐ型不純物濃度とチャネル移動度との関係を示し、図２８に、比較例のＩＧＢＴのｐボディ領域のｐ型不純物濃度とチャネル移動度との関係を示す。図２７および図２８において、横軸はｐ型ボディ領域のｐ型不純物のｐ型不純物濃度ＮA（ｃｍ-3）を示し、縦軸はチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）を示している。
【０１５９】
図２７に示すように、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実施例のＩＧＢＴにおいては、ｐボディ領域のｐ型不純物濃度が２×１０16ｃｍ-3から１×１０17ｃｍ-3に上昇した場合でも、チャネル移動度はほとんど低下していないことが確認された。
【０１６０】
一方、図２８に示すように、溝の側壁面の面方位が（０００１）である比較例のＩＧＢＴにおいては、ｐボディ領域のｐ型不純物濃度が２×１０16ｃｍ-3から１×１０17ｃｍ-3に上昇した場合には、チャネル移動度が２５％程度低下していることが確認された。
【０１６１】
さらに、図２７の縦軸および図２８の縦軸に示されるように、実施例のＩＧＢＴのチャネル移動度は、比較例のＩＧＢＴのチャネル移動度と比べて、その絶対値が大幅に高くなっていることが確認された。したがって、実施例のＩＧＢＴは、比較例のＩＧＢＴと比較してチャネル移動度が大きく、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度が高くなるにつれて、実施例のＩＧＢＴのチャネル移動度と比較例のＩＧＢＴのチャネル移動度との差が大きくなることがわかる。
【０１６２】
以上の実験結果より、実施例のＩＧＢＴによれば、チャネル移動度の低下を抑制しつつ閾値電圧をプラス側にシフト可能であることが確認された。
【実施例３】
【０１６３】
実施例のＩＧＢＴの閾値電圧について調査する実験を行なった。具体的には、まず、上記の実施例１と同様にして、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（実施例のＩＧＢＴ）を作製した。そして、実施例のＩＧＢＴについて、ゲート電圧を変化させたときのドレイン電流量の値を測定した。このとき、同一の測定結果について、ドレイン電流量をｌｏｇスケールとリニアスケールとの２通りでプロットし、閾値電圧を求めた。そのプロットにより作製されたグラフを図２９に示す。
【０１６４】
なお、図２９の横軸はゲート電圧（ＶＧ）を示し、左縦軸はｌｏｇスケールのドレイン電流（log  Ｉｄ）量（Ａ）を示し、右縦軸はリニアスケールのドレイン電流（linear  Id）量（Ａ）を示している。また、図２９において、太線はｌｏｇスケールのドレイン電流（log  Id）量（Ａ）を示し、細線はリニアスケールのドレイン電流（linear  Id）量（Ａ）を示している。
【０１６５】
図２９に示すように、リニアスケールのドレイン電流量を示す曲線の直線部分を延長して得られる閾値電圧（図２９のＢ点）に比べて、ｌｏｇスケールのドレイン電流量を示す曲線から得られる閾値電圧（図２９のＡ点）は小さくなっていることが確認された。
【０１６６】
ここで、上記のｌｏｇスケールのドレイン電流量を示す曲線から得られた閾値電圧は、ゲート電圧を上昇させていった場合にｐボディ領域の絶縁膜に接する領域に最初に薄いチャネル領域（弱反転層）が形成される電圧を示している。本明細書においては、この弱反転層が形成されるゲート電圧を閾値電圧として取り扱う。
【実施例４】
【０１６７】
実施例のＩＧＢＴの閾値電圧の温度依存性について調査する実験を行なった。具体的には、まず、上記の実施例１と同様にして、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（実施例のＩＧＢＴ）を作製した。このとき、ｐボディ領域におけるｐ型不純物（Ａｌ）濃度が１×１０18ｃｍ-3（実施例Ａ）および５×１０17ｃｍ-3（実施例Ｂ）の２種類のＩＧＢＴを作製した。
【０１６８】
一方、比較のため、溝の側壁面の面方位を（０００１）としたこと以外は、実施例のＩＧＢＴと同様にして、実験用のＩＧＢＴ（比較例ＡのＩＧＢＴ）を作製した。比較例ＡのＩＧＢＴのｐボディ領域におけるｐ型不純物（Ａｌ）濃度は２×１０16ｃｍ-3とした。そして、室温（２５℃）〜２００℃の温度範囲内において、実施例Ａ、Ｂおよび比較例ＡのそれぞれのＩＧＢＴの閾値電圧と温度との関係を調査した。その結果を図３０に示す。なお、図３０において、丸印は実施例ＡのＩＧＢＴの各温度（℃）における閾値電圧（Ｖ）を示し、四角印は実施例ＢのＩＧＢＴの各温度（℃）における閾値電圧（Ｖ）を示し、三角印は比較例ＡのＩＧＢＴの各温度（℃）における閾値電圧（Ｖ）を示している。
【０１６９】
図３０に示すように、実施例Ａおよび実施例ＢのＩＧＢＴの閾値電圧は比較例ＡのＩＧＢＴに比べて高く、室温（２５℃）以上１００℃以下の温度範囲においてはすべて２Ｖ以上となっており、安定してノーマリーオフの状態を維持することが可能となっていることが確認された。
【０１７０】
特に、実施例ＡのＩＧＢＴの閾値電圧は１００℃において３Ｖ以上、かつ２００℃において１Ｖ以上となっており、より高温においても安定してノーマリーオフの状態を維持することが可能となっていることが確認された。
【０１７１】
また、実施例ＡのＩＧＢＴおよび実施例ＢのＩＧＢＴにおいては、閾値電圧の温度依存性（図中の近似直線の傾き）がそれぞれ−７ｍＶ／℃および−６ｍＶ／℃となっており、それぞれ−１０ｍＶ／℃以上となっていることが確認された。
【０１７２】
別の観点から説明すると、実施例ＡのＩＧＢＴおよび実施例ＢのＩＧＢＴにおいては、それぞれ、閾値電圧の温度依存性（図中の近似直線の傾き）の絶対値が７ｍＶ／℃および６ｍＶ／℃となっており、それぞれ１０ｍＶ／℃以下となっていることから、安定してノーマリーオフの状態を維持することが可能となっていることが確認された。
【実施例５】
【０１７３】
実施例のＩＧＢＴの電子のチャネル移動度の温度依存性について調査する実験を行なった。具体的には、まず、上記の実施例１と同様にして、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（実施例ＣのＩＧＢＴ）を作製した。
【０１７４】
一方、比較のため、溝の側壁面の面方位を（０３−３−８）としたこと以外は、実施例のＩＧＢＴと同様にして、実験用のＩＧＢＴ（比較例ＢのＩＧＢＴ）を作製した。
【０１７５】
そして、室温（２５℃）〜２００℃の温度範囲内において、実施例Ｃおよび比較例ＢのそれぞれのＩＧＢＴの電子のチャネル移動度と温度との関係を調査した。その結果を図３１に示す。なお、図３１において、丸印は実施例ＣのＩＧＢＴの各温度（℃）における電子のチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）を示し、四角印は比較例ＢのＩＧＢＴの各温度（℃）における電子のチャネル移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）を示している。
【０１７６】
図３１に示すように、実施例ＣのＩＧＢＴのチャネル移動度は比較例ＢのＩＧＢＴのチャネル移動度に比べて高く、室温（２５℃）において３０ｃｍ２／Ｖｓ以上となっているだけでなく、１００℃において５０ｃｍ２／Ｖｓ以上となっていることが確認された。また、図３１に示す結果からは、実施例ＣのＩＧＢＴのチャネル移動度は、１５０℃において４０ｃｍ２／Ｖｓ以上になっていると考えられる。
【０１７７】
また、図３１に示すように、実施例ＣのＩＧＢＴのチャネル移動度の温度依存性は−０．１４ｃｍ２／Ｖｓ℃程度であり、−０．３ｃｍ２／Ｖｓ℃以上となっていることが確認された。別の観点から説明すると、実施例ＣのＩＧＢＴの電子のチャネル移動度の温度依存性の絶対値が０．３ｃｍ２／Ｖｓ℃以下となっているため、安定してＩＧＢＴのオン抵抗を抑制することが可能となっていることが確認された。
【実施例６】
【０１７８】
実施例のＩＧＢＴのｐボディ領域におけるｐ型不純物（Ａｌ）濃度（ｃｍ-3）と閾値電圧（Ｖ）との関係を調査する実験を行なった。具体的には、まず、上記の実施例１と同様にして、溝の側壁面の面方位が（０３−３−８）である実験用のＩＧＢＴ（実施例のＩＧＢＴ）を作製した。また、ｐボディ領域におけるｐ型不純物（Ａｌ）の濃度の異なる５種類のサンプルを作製した。そして、５種類のサンプルのそれぞれの閾値電圧を調査した。その結果を図３２に示す。なお、図３２の横軸はｐボディ領域におけるｐ型不純物（Ａｌ）濃度（ｃｍ-3）を示し、縦軸は閾値電圧（Ｖ）を示している。
【０１７９】
図３２に示すように、ｐ型ボディ領域におけるｐ型不純物濃度を高くするにしたがって、閾値電圧が上昇することが確認された。図３２に示す結果からは、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度が８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下である領域においては閾値電圧が０〜５Ｖ程度になると考えられる。
【０１８０】
また、上述のように、実施例のＩＧＢＴにおいては、チャネル移動度の低下を抑制しつつｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度を上昇させることが可能であるため、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度が８×１０16ｃｍ-3〜３×１０18ｃｍ-3程度であっても十分なチャネル移動度を確保することができると考えられる。
【０１８１】
したがって、実施例のＩＧＢＴにおいては、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度を８×１０16ｃｍ-3以上３×１０18ｃｍ-3以下とすることにより、珪素を半導体材料として用いた従来のＩＧＢＴと置き換えて使用することが容易であるとともに、安定してノーマリーオフ型である状態を維持することができることが確認された。また、ｐボディ領域におけるｐ型不純物濃度が高くなることによる大幅なチャネル移動度の低下を回避することも可能であると考えられる。
【０１８２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明は、ＩＧＢＴに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１  ｐ+型炭化珪素基板、２  ｎ+型電界停止層、３  ｎ-型ドリフト層、４  ｐボディ領域、５  ｎ+ソース領域、６  ｐ+領域、１６  溝、１６ａ  側壁面、１６ｂ  底面、１７  マスク層、１７ａ  傾斜面、９１  絶縁膜、９２  ソース電極、９３  ゲート電極、９４  層間絶縁膜、９５  ソース配線、９６  ドレイン電極。
【図１】
2012209422.tif 000004
【図２】
2012209422.tif 000005
【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】
2012209422.tif 000010
【図８】
2012209422.tif 000011
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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