(57)【要約】      （修正有）【課題】接触抵抗の低い電極を有する半導体装置を提供する。【解決手段】第１の面１０ａ１と、第１の面１０ａ１の反対側に設けられた第２の面１０ａ２と、を有する炭化珪素層１０と、第１の面１０ａ１上に設けられた第１の絶縁膜５２と、第１の絶縁膜５２上に設けられた第１の電極３４と、第２の面１０ａ２に接して設けられた第２の電極３２と、炭化珪素層１０内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第１導電型の第１の炭化珪素領域１０ｂと、第１の炭化珪素領域１０ｂ内に設けられ、一部は第１の面１０ａ１に設けられた第２導電型の第２の炭化珪素領域１２と、第２の炭化珪素領域１２内に設けられ、一部は第１の面１０ａ１に設けられた第１導電型の第３の炭化珪素領域２２と、第２の炭化珪素領域１２内の、第３の炭化珪素領域２２の下方に、第３の面２２ａを介して設けられた第２導電型の第４の炭化珪素領域２０と、第３の電極３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面の反対側に設けられた第２の面と、を有する炭化珪素層と、
前記第１の面上に設けられた第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に設けられた第１の電極と、
前記第２の面に接して設けられた第２の電極と、
前記炭化珪素層内に設けられ、一部は前記第１の面に設けられた第１導電型の第１の炭化珪素領域と、
前記第１の炭化珪素領域内に設けられ、一部は前記第１の面に設けられた第２導電型の第２の炭化珪素領域と、
前記第２の炭化珪素領域内に設けられ、一部は前記第１の面に設けられた第１導電型の第３の炭化珪素領域と、
前記第２の炭化珪素領域内の、前記第３の炭化珪素領域の下方に、第３の面を介して設けられた第２導電型の第４の炭化珪素領域と、
第３の電極であって、前記第２の炭化珪素領域内に、前記第１の面と前記第３の面を含んで設けられ、膜厚は前記第３の電極に含まれる前記第１の面の部分と前記第３の電極に含まれる前記第３の面の部分の距離より長く金属シリサイドを含む前記第３の電極と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
前記第３の電極は、前記第３の面の下方に設けられた第１の部分と、前記第１の面と前記第３の面の間に設けられた第２の部分と、を有し、
前記第１の面に垂直な第４の面内における前記第１の部分の前記第１の面に平行な方向の長さは、前記第４の面内における前記第２の部分の前記第１の面に平行な方向の長さより短い請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３の電極は、前記第１の面の上方に設けられた第３の部分をさらに有する請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金属シリサイドはチタンシリサイド、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またはハフニウムシリサイドである請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３の面の面指数は（０００１）又は（００１）である、請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第３の炭化珪素領域の膜厚は１００ｎｍ以下である請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の半導体装置。
【請求項７】
第１の面と、前記第１の面の反対側に設けられた第２の面と、を有する炭化珪素層内に設けられ、一部は前記第１の面に設けられた第１導電型の第１の炭化珪素領域上に第２導電型不純物をイオン注入して第２導電型の第２の炭化珪素領域を形成し、
前記第２の炭化珪素領域上に第２導電型不純物をイオン注入して第２導電型の第４の炭化珪素領域を形成し、
前記第２の炭化珪素領域上に第１導電型不純物をイオン注入して、前記第４の炭化珪素領域と第３の面を介して形成される第１導電型の第３の炭化珪素領域を形成し、
前記第３の炭化珪素領域上に金属を含む金属層を形成し、
前記金属層が形成された前記炭化珪素層を熱処理して、第３の電極であって、前記第２の炭化珪素領域内に、前記第１の面と前記第３の面を含んで設けられ、膜厚は前記第３の電極に含まれる前記第１の面の部分と前記第３の電極に含まれる前記第３の面の部分の距離より長く金属シリサイドを含む前記第３の電極を形成する、
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の炭化珪素領域上に第２導電型不純物をイオン注入して前記第４の炭化珪素領域を形成した後に、前記第２の炭化珪素領域上に第１導電型不純物をイオン注入して前記第３の炭化珪素領域を形成する、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の炭化珪素領域上に第２導電型不純物をイオン注入する前及び前記第２の炭化珪素領域上に第１導電型不純物をイオン注入する前に、前記第２の炭化珪素領域上にマスクを形成し、
前記マスクを介して前記第２の炭化珪素領域上に第２導電型不純物をイオン注入して前記第４の炭化珪素領域を形成し、
前記マスクを介して前記第２の炭化珪素領域上に第１導電型不純物をイオン注入して前記第３の炭化珪素領域を形成する、
請求項７又は請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記金属層の膜厚と前記第３の炭化珪素領域の膜厚の比は１以上２以下である請求項７ないし請求項９いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の炭化珪素領域の膜厚は１００ｎｍ以下である請求項７ないし請求項１０いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源やインバータなどの回路には、スイッチング素子やダイオードなどの半導体素子が用いられる。これらの半導体素子には高耐圧・低オン抵抗が求められる。ここで、耐圧とオン抵抗の間には、素子材料で決定されるトレードオフの関係がある。
【０００３】
これまでの技術開発の進歩により、主な半導体素子においては、一般的に使用されている素子材料であるシリコン（Ｓｉ）の限界近傍の低オン抵抗が実現されている。さらなる耐圧の向上やオン抵抗の低減には、素子材料の変更が好ましい。ＧａＮやＡｌＧａＮなどの窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体材料や炭化ケイ素（ＳｉＣ）系半導体材料などのワイドバンドギャップ半導体材料をスイッチング素子材料として用いることで、トレードオフの関係を改善でき、素子の飛躍的な高耐圧化や低オン抵抗化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４４１６７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、接触抵抗の低い電極を有する半導体装置を提供することにある。
【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の面と、第１の面の反対側に設けられた第２の面と、を有する炭化珪素層と、第１の面上に設けられた第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に設けられた第１の電極と、第２の面に接して設けられた第２の電極と、炭化珪素層内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第１導電型の第１の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第２導電型の第２の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第１導電型の第３の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域内の、第３の炭化珪素領域の下方に、第３の面を介して設けられた第２導電型の第４の炭化珪素領域と、第３の電極であって、第２の炭化珪素領域内に、第１の面と第３の面を含んで設けられ、膜厚は第３の電極に含まれる第１の面の部分と第３の電極に含まれる第３の面の部分の距離より長く金属シリサイドを含む第３の電極と、を備える。
【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を示す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】第２の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【図１０】第３の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【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は、第１の面と、第１の面の反対側に設けられた第２の面と、を有する炭化珪素層と、第１の面上に設けられた第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に設けられた第１の電極と、第２の面に接して設けられた第２の電極と、炭化珪素層内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第１導電型の第１の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第２導電型の第２の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域内に設けられ、一部は第１の面に設けられた第１導電型の第３の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域内の、第３の炭化珪素領域の下方に、第３の面を介して設けられた第２導電型の第４の炭化珪素領域と、第３の電極であって、第２の炭化珪素領域内に、第１の面と第３の面を含んで設けられ、膜厚は第３の電極に含まれる第１の面の部分と第３の電極に含まれる第３の面の部分の距離より長く金属シリサイドを含む第３の電極と、を備える。
【００１３】
図１（ａ）は、本実施形態の半導体装置の模式断面図である。本実施形態の半導体装置は、ＤＩ  ＭＯＳＦＥＴ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
【００１４】
半導体装置１００は、炭化珪素層１０と、第１の電極３４と、第２の電極３２と、第３の電極３０と、第４の電極３６と、第１の絶縁膜５２と、第２の絶縁膜５４と、を備える。炭化珪素層１０は、第１の炭化珪素領域１０ｂと、第２の炭化珪素領域１２と、第３の炭化珪素領域２２と、第４の炭化珪素領域２０と、第５の炭化珪素領域１０ａと、を有する。
【００１５】
炭化珪素層１０は、第１の面１０ａ１と、第１の面の反対側に設けられた第２の面１０ａ２と、を有する。第１の面１０ａ１の面指数は、（０００１）である。また、３Ｃ−ＳｉＣ又は６Ｈ−ＳｉＣも第５の炭化珪素領域１０ａとして好ましく用いることができる。３Ｃ−ＳｉＣが用いられる場合の第１の面１０ａ１の面指数は、（００１）である。また、６Ｈ−ＳｉＣが用いられる場合の第１の面１０ａ１の面指数は、（０００１）である。なお、本明細書中、面指数を（０００１）又は（００１）と表記する場合は、良質な炭化珪素層を得るため等の目的により１０度以内のオフ角が設けられている場合を含むものとする。第１の面の面指数は、ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：Ｘ線回折）により測定することが出来る。
【００１６】
第１の絶縁膜５２は、第１の面１０ａ１上に設けられている。第１の絶縁膜５２は、ゲート絶縁膜である。第１の絶縁膜は、例えばシリコン酸化膜やｈｉｇｈ―ｋ膜である。
【００１７】
第１の電極３４は、第１の絶縁膜５２上に設けられている。第１の電極３４は、ゲート電極である。第１の電極３４は、例えば不純物がドープされた多結晶シリコンを含む。
【００１８】
第１の炭化珪素領域１０ｂは、炭化珪素層１０内に設けられ、一部は第１の面１０ａ１に設けられている。第１の炭化珪素領域１０ｂは、ドリフト領域である。第１の炭化珪素領域１０ｂは、例えば、ｎ型不純物を１０１４ｃｍ−３以上３×１０１６ｃｍ−３以下含む。第１の炭化珪素領域１０ｂの不純物濃度は、第５の炭化珪素領域１０ａの不純物濃度より低い。
【００１９】
第２の炭化珪素領域１２は、第１の炭化珪素領域１０ｂ内に設けられ、一部は第１の面１０ａ１に設けられている。第２の炭化珪素領域１２は、ウェル領域である。第２の炭化珪素領域１２は、ＭＯＳＦＥＴのチャネル領域として機能する。第２の炭化珪素領域１２の膜厚は、例えば０．６μｍ程度である。第２の炭化珪素領域１２は、例えばｐ型不純物のピーク濃度を１０１８ｃｍ−３以上１０１９ｃｍ−３以下含む。ｐ型不純物は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）又はＩｎ（インジウム）である。
【００２０】
第３の炭化珪素領域２２は、第２の炭化珪素領域１２内に設けられ、一部は第１の面１０ａ１に設けられている。第３の炭化珪素領域２２は、ＭＯＳＦＥＴのソース領域として機能する。第３の炭化珪素領域２２の膜厚は例えば０．１μｍ程度であり、第２の炭化珪素領域１２より小さい。第３の炭化珪素領域２２は、例えばｎ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上１×１０２０ｃｍ−３以下含む。
【００２１】
第４の炭化珪素領域２０は、第２の炭化珪素領域１２内の、第３の炭化珪素領域２２の下方に、第３の面２２ａを介して設けられている。第４の炭化珪素領域２０は、コンタクト領域である。第４の炭化珪素領域２０は、第２の炭化珪素領域１２と、第３の電極３０の接触抵抗を低減するために用いられる。第４の炭化珪素領域２０の膜厚は例えば０．２μｍ程度であり、第２の炭化珪素領域１２より小さい。第４の炭化珪素領域２０は、例えばｐ型不純物１×１０１９ｃｍ−３以上１×１０２０ｃｍ−３以下を含む。
【００２２】
第５の炭化珪素領域１０ａは、第１の炭化珪素領域１０ｂと第２の電極３２の間の、炭化珪素層１０内に設けられている。例えば、ｎ型不純物を１×１０１８ｃｍ−３以上１×１０２０ｃｍ−３以下含む、ｎ型の４Ｈ−ＳｉＣである。ｎ型不純物は、例えばＮ（窒素）、Ａｓ（ヒ素）、Ｐ（リン）又はＳｂ（アンチモン）である。
【００２３】
第３の電極３０は、第２の炭化珪素領域１２内に、第１の面１０ａ１と第３の面２２ａを含んで設けられる。第３の電極３０は、コンタクト電極である。第３の電極３０は、第３の面２２ａの下方に設けられた第１の部分３０ａと、第３の面２２ａと第１の面１０ａ１の間に設けられた第２の部分３０ｂと、第２の面２２ｂの上方に設けられた第３の部分３０ｃと、を有する。このため、第３の電極３０の膜厚は、第３の電極３０に含まれる第１の面１０ａ１の部分と第３の電極３０に含まれる第３の面２２ａの部分の距離より長い。言い換えると、第３の電極３０の膜厚は、第３の炭化珪素領域２２の膜厚より大きい。ここで第３の面２２ａは、第４の炭化珪素領域２０と第３の炭化珪素領域２２の間から第３の電極３０に延在する平面である。
【００２４】
また、第１の面１０ａ１に垂直な第４の面３０ｄ内における第１の部分３０ａの第３の面２２ａに平行な方向の長さＬ１は、第３の面３０ｄ内における第２の部分３０ｂの第３の面２２ａに平行な方向の長さＬ２より短い。
【００２５】
図１（ｂ）と図１（ｃ）は、第１の面１０ａ１と第４の面３０ｄの関係を示す模式図である。Ｘ軸方向と、Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向であるＹ軸方向と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向であるＺ軸方向を定義する。第１の面１０ａ１がＺ軸に垂直な面すなわちＸＹ平面に平行な面である場合、第４の面３０ｄはｘ軸に垂直な平面すなわちｙｚ平面に平行な平面である。このため、第４の面３０ｄは第１の面１０ａ１に対して垂直である。
【００２６】
第３の電極３０の膜厚、第３の電極３０に含まれる第１の面１０ａ１の部分と第３の電極３０に含まれる第３の面２２ａの部分の距離、上述のＬ１及びＬ２は、例えばＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過型電子顕微鏡）−ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により半導体装置１００の断面を観察し、またはその断面における元素分析を行うことにより測定することが出来る。
【００２７】
第３の電極３０は、金属シリサイドを含む。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また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、特にニッケルシリサイドは好ましい。
【００２８】
第２の電極３２は、第２の面１０ａ２に接して設けられている。なお、第２の電極３２と第１の面１０ａ２は、直接接していても良いし、中間層等を介して間接的に接していても良い。第２の電極は、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い。
【００２９】
第２の絶縁膜５４は、第１の絶縁膜５２及び第１の電極３４の側方及び上方に設けられている。第２の絶縁膜５４は、第３の電極３０と第１の電極３２を電気的に絶縁する。
【００３０】
第４の電極３６は、ソース電極である。第４の電極３６は、第３の電極３０に電気的に接続されている。第４の電極３６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４の電極３６と第３の電極３０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４の電極３６の上部に、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。
【００３１】
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。
【００３２】
第１の部分３０ａと第２の部分３０ｂが設けられていることにより、第３の電極の膜厚は第１の面１０ａ１と第３の面２２ａの距離より大きい。第１の部分３０ａが設けられていることにより、第１の部分３０ａが設けられていない場合と比較して、第３の電極３０と第４の炭化珪素領域２０の接触抵抗は低減される。一方、第２の部分３０ｂにより、第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２２の接触抵抗は低減される。よって、第３の電極３０が第１の部分３０ａと第２の部分３０ｂの両方を有することにより、第３の電極３０と第４の炭化珪素領域２０及び第３の炭化珪素領域２２の接触抵抗は低減される。
【００３３】
Ｌ１がＬ２より短い、すなわちＬ２がＬ１より長いことで、第３の電極３０は第３の炭化珪素領域２２により入り込んで設けられることになる。これにより、第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２２との接触抵抗をより低減することができる。
【００３４】
第３の電極３０は、第３の部分３０ｃを有することにより、膜厚は第１の面１０ａ１と第３の面２２ｂの距離よりさらに大きくなる。これにより、第３の電極３０の製造上のマージンを向上させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の半導体装置１００の製造方法について記載する。
【００３６】
図２は、本実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図３ないし図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。
【００３７】
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１０ａ上にｎ型の第１の炭化珪素領域１０ｂを形成し、第１の炭化珪素領域１０ｂ上に第１のマスク６０を形成し、第１のマスク６０を介して第１の炭化珪素領域１０ｂ上にｐ型不純物をイオン注入してｐ型の第２の炭化珪素領域（炭化珪素層）１２を形成し、第１のマスク６０を除去し、第２の炭化珪素領域１２上及び第１の炭化珪素領域１０ｂ上に第２のマスク６２（マスク）を形成し、第２のマスク６２を介して第２の炭化珪素領域１２上にｐ型不純物をイオン注入してｐ型の第４の炭化珪素領域２０を形成し、第２のマスク６２を介して第４の炭化珪素領域２０上にｎ型不純物をイオン注入して第４の炭化珪素領域２０と接する第３の面２２ａと、第３の面の反対側に設けられた第２の面２２ｂと、を有するｎ型の第３の炭化珪素領域２２を形成し、第２のマスク６２を除去し、熱処理によりイオン注入した不純物を活性化し，第１の炭化珪素領域１０ｂ上と第２の炭化珪素領域１２上と第３の炭化珪素領域２２上に第１の絶縁膜５２を形成し、第１の絶縁膜５２上に第１の電極３４を形成し、第１の炭化珪素領域１０ｂ及び第３の電極３０上の、第１の絶縁膜５２及び第１の電極３４の側方及び上方に第２の絶縁膜５４を形成し、第３の炭化珪素領域２２及び第２の絶縁膜５４上に金属を含む金属層７０を形成し、金属層７０が形成された第２の炭化珪素領域１２を熱処理して、第４の炭化珪素領域２０上の第３の炭化珪素領域２２の側方に、膜厚は第３の面と第２の面の距離より大きく金属シリサイドを含む第３の電極を形成し、金属膜７０を除去する。
【００３８】
まず、ｎ型の第５の炭化珪素領域１０ａを準備する。
【００３９】
次に、図３に示すように、ｎ型の第５の炭化珪素領域１０ａ上にｎ型の第１の炭化珪素領域１０ｂを、例えばエピタキシャル法により形成する（Ｓ１０）。
【００４０】
次に、第１の炭化珪素領域１０ｂ上に第１のマスク６０を、例えばフォトレジストを用いて形成する（Ｓ１２）。
【００４１】
次に、図４に示すように、第１のマスク６０を介して第１の炭化珪素領域１０ｂ上にｐ型不純物をイオン注入してｐ型の第２の炭化珪素領域１２を形成する（Ｓ１４）。
【００４２】
次に、第１のマスク６０を除去する（Ｓ１６）。
【００４３】
次に、第２の炭化珪素領域１２上及び第１の炭化珪素領域１０ｂ上に第２のマスク（マスク）６２を形成する（Ｓ１８）。なお、第１のマスク６０を除去せずに第２のマスクを形成しても良い。
【００４４】
次に、図５に示すように、第２のマスク６２を介して第２の炭化珪素領域１２上にｐ型不純物をイオン注入してｐ型の第４の炭化珪素領域２０を形成する（Ｓ２０）。
【００４５】
次に、図６に示すように、第２のマスク６２を介して第４の炭化珪素領域上にｎ型不純物をイオン注入して、第４の炭化珪素領域と接する第３の面と、第３の面の反対側に設けられた第２の面と、を有するｎ型の第３の炭化珪素領域２２を形成する（Ｓ２２）。ここで、第３の炭化珪素領域２２の膜厚は１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、ｎ型不純物をイオン注入してｎ型の第３の炭化珪素領域２２を形成した後にｐ型不純物をイオン注入してｐ型の第４の炭化珪素領域２０を形成しても良い。
【００４６】
なお、第４の炭化珪素領域２０の形成と第３の炭化珪素領域２２の形成は、第２のマスク６２を介しておこなわなくとも、それぞれ異なるマスクにより行うことも可能である。しかし、第４の炭化珪素領域２０の形成と第３の炭化珪素領域２２の形成のいずれも第２のマスク６２を介して行うことにより、製造プロセスを簡便にすることが出来る。
【００４７】
次に、第２のマスク６２を除去する（Ｓ２４）。この後、例えば１６００℃程度の熱処理によりイオン注入した不純物を活性化する。次に、第１の炭化珪素領域１０ｂ上と第２の炭化珪素領域１２上と第３の炭化珪素領域２２上に第１の絶縁膜５２を形成する。次に、第１の絶縁膜５２上に第１の電極３４を形成する。次に、第１の絶縁膜５２及び第１の電極３４の側方及び上方に第２の絶縁膜５４を形成する（Ｓ２６）。次に、次に、図示しないマスクを形成し、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）法などで第２の絶縁膜５４の一部を除去してコンタクト領域を形成し、図示しないマスクを除去する
【００４８】
次に、図７に示すように、第３の炭化珪素領域２２及び第２の絶縁膜５４上に金属を含む金属膜７０を形成する（Ｓ２８）。ここで、金属層７０の膜厚ｔ１は９０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、金属層７０の膜厚ｔ１と第３の炭化珪素領域２２の膜厚ｔ２の比は１以上２以下である、すなわち、１≦ｔ１／ｔ２≦２であることが好ましい。
【００４９】
次に、図８に示すように、金属層７０が形成された第２の炭化珪素領域１２を、例えば１０００℃で５分間熱処理して、第４の炭化珪素領域２０上の第３の炭化珪素領域２２の側方に、膜厚は第３の面と第２の面の距離より大きい金属シリサイドを含む第３の電極３０を形成する（Ｓ３０）。ここで、形成された第３の電極３０は、第１の部分３０ａと第２の部分３０ｂを有する。第３の電極３０は、さらに第３の部分３０ｃを有していてもよい。次に、第３の電極３０上に第４の電極３６を形成する。
【００５０】
次に、金属膜７０を、硫酸過水等の薬液を用いて除去する（Ｓ３２）。次に第２の電極３２を、第５の炭化珪素領域１０ａの第２の面１０ａ２に接して形成し（Ｓ３４）、本実施形態の半導体装置１００を得る。なお、第３の部分３０ｃは逆スパッタ法などにより除去しても良い。
【００５１】
次に、本実施形態の半導体装置１００の製造方法の作用効果を記載する。
【００５２】
半導体装置の微細化のため、ソース領域及びウェル領域との接触抵抗の小さな電極の形成は好ましいことである。比較形態として、ウェル領域上にイオン注入によりｎ型の不純物を注入してソース領域を形成し、次にソース領域を貫通するトレンチを形成し、次にそのトレンチ下部にイオン注入によりｐ型の不純物を注入してコンタクト領域を形成し、次に、ニッケル等の金属をトレンチの側壁及び底部に形成して電極を形成する形態を考える。
【００５３】
かかる比較形態においては、イオン注入によりｎ型の不純物を注入してトレンチを形成した後、再度イオン注入によりｐ型の不純物を注入することになる。そのため、製造プロセスが複雑になる。
【００５４】
また、トレンチを形成する場合においては、そのトレンチはソース領域を貫通しなければならない。そのため、トレンチの深さ制御が重要で困難な製造プロセスとなる。
【００５５】
ｎ型の不純物とｐ型の不純物をイオン注入した後にトレンチを形成する製造方法もとり得る。しかし、トレンチを形成する場所の制御は、ウェハのアラインメント制御により行わなければならないため、困難である。
【００５６】
さらに、トレンチ側壁に形成するニッケル等の金属の膜厚の制御が重要である。ニッケル等の金属の膜厚が小さすぎると電極が形成されない。一方当該膜厚が大きくなりすぎると、その後の熱処理の際にソース領域とニッケル等との反応が進みすぎて、ソース領域が消失してしまうおそれがある。
【００５７】
また、スパッタ等によりトレンチ側壁に金属膜を形成する場合、一般にトレンチ側壁に金属膜は薄く形成されるため、適切な膜厚の金属膜の形成は困難である。
【００５８】
本実施形態の半導体装置１００の製造方法においては、トレンチを形成せず、第４の炭化珪素領域２０と第３の炭化珪素領域２２と金属膜７０を形成し、熱処理して金属シリサイドを含む第３の電極３０を形成する。第５の炭化珪素領域１０ａが４Ｈ−ＳｉＣ又は６Ｈ−ＳｉＣであるため第３の面２２ａの面方位が（０００１）である場合、第３の面２２ａに垂直な方向の面方位は（１−１００）又は（１１−２０）を含む。［１−１００］方向又は［１１−２０］方向における金属シリサイドの反応速度は、［０００１］方向より高い。そのため、第３の面２２ａに垂直な第３の面３０ｄ内における第１の部分３０ａの第３の面２２ａに平行な方向の長さは、第３の面３０ｄ内における第２の部分３０ｂの第３の面２２ａに平行な方向の長さより短くなる。結果として、第３の電極３０と第３の炭化珪素領域２２との接触抵抗は低下し、側壁コンタクトが安定して形成される。
【００５９】
一方、ｐ型の第４の炭化珪素領域２０における金属シリサイドの形成速度は低い。そのため、第３の面の下方に形成される第１の部分の体積は第２の部分の体積より非常に小さい。よって、第４の炭化珪素領域全てにおいて金属シリサイドが形成されるようなおそれは非常に小さい。結果として、本実施形態の製造方法は、上述のトレンチを形成するような場合における、トレンチの深さ制御のような困難な製造プロセスとはならず、容易な製造プロセスとなる。
【００６０】
ｎ型不純物をイオン注入して第３の炭化珪素領域２２を形成する後にｐ型不純物をイオン注入して第４の炭化珪素領域２０を形成するよりも、ｐ型不純物をイオン注入して第４の炭化珪素領域２０を形成する後にｎ型不純物をイオン注入して第３の炭化珪素領域２２する方が、ｐ型不純物がイオン注入される際のｎ型不純物による好ましくない影響を除去できる。
【００６１】
第４の炭化珪素領域２０と第３の炭化珪素領域２２の形成を、同一の第２のマスク６２により行うことにより、第４の炭化珪素領域２０と第３の炭化珪素領域２２を、位置合わせを行わずに（セルフアライン的）形成することが出来る。
【００６２】
金属層７０の膜厚ｔ１と第３の炭化珪素領域の膜厚ｔ２の比が１未満、すなわちｔ１／ｔ２＜１であるか、またはｔ１が９０ｎｍより小さい場合には、金属膜７０の膜厚が小さすぎて十分な体積を持つ第３の電極３０が形成されないため、第４の炭化珪素領域２０又は第３の炭化珪素領域２２との接触抵抗が増加するおそれがある。一方金属層７０の膜厚ｔ１と第３の炭化珪素領域の膜厚ｔ２の比が２を超える、すなわちｔ１／ｔ２＞２であるか、またはｔ１が１５０ｎｍより大きい場合は、金属膜７０の膜厚が大きすぎて金属膜７０と第３の炭化珪素領域２２の反応が進みすぎてしまい、第３の炭化珪素領域２２が小さくなりすぎてゲート−ソース間が短絡してしまうおそれがある。
【００６３】
第３の炭化珪素領域２２の膜厚が１００ｎｍ以下であることにより、十分に金属膜７０との反応を進ませて良好に金属シリサイドを形成することが出来る。１００ｎｍより大きくなると、十分に金属膜７０との反応が進まなくなるおそれがある。
【００６４】
また、本実施形態の半導体装置を５μｍ以下の間隔で複数個配置することにより、低抵抗の半導体装置が提供される。
【００６５】
以上のように、本実施形態の半導体装置によれば、接触抵抗の低い電極を有する半導体装置を提供することができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
本実施形態の半導体装置は、トレンチ型ＭＯＳＦＥＴである点で、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、記載を省略する。
【００６７】
図９は、本実施形態の半導体装置２００の模式断面図である。本実施形態の半導体装置２００においては、第４の炭化珪素領域２０がコンタクト領域とウェル領域を兼ねる。第４の電極３６と第１の電極３４の間には、例えば酸化シリコンからなる第４の絶縁膜が設けられている。
【００６８】
本実施形態の半導体装置においても、接触抵抗の低い電極を有する半導体装置を提供することができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
本実施形態の半導体装置は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である点で、第１の実施形態及び第２の実施形態の半導体装置と異なっている。ここで、第１の実施形態及び第２の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００７０】
図１０は、本実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【００７１】
本実施形態の半導体装置３００においては、第５の炭化珪素領域１０ｃはｐ＋型の炭化珪素層である。第５の炭化珪素領域１０ｃは、例えば、不純物濃度５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のＡｌ（アルミニウム）をｐ型不純物として含む。第５の炭化珪素領域１０ｃは、半導体装置３００のコレクタ領域として機能する。本実施形態の半導体装置３００は、ＩＧＢＴである。
【００７２】
第３の電極３０は、エミッタ電極として機能する。また、第２の電極３２は、コレクタ電極として機能する。
【００７３】
本実施形態の半導体装置においても、接触抵抗の低い電極を有する半導体装置を提供することができる。
【００７４】
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、変更を行うことができる。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】
【００７５】
１０      炭化珪素層
１０ａ    第５の炭化珪素領域
１０ａ１  第１の面
１０ａ２  第２の面
１０ｂ    第１の炭化珪素領域（ドリフト領域）
１０ｃ    第５の炭化珪素領域
１０ｃ１  第１の面
１０ｃ２  第２の面
１２      第２の炭化珪素領域（ウェル領域）
２０      第４の炭化珪素領域（コンタクト領域）
２２      第３の炭化珪素領域（ソース領域）
２２ａ    第３の面
３０      第３の電極
３０ａ    第１の部分
３０ｂ    第２の部分
３０ｃ    第３の部分
３０ｄ    第３の面
３２      第２の電極
３４      第１の電極
３６      第４の電極
５２      第１の絶縁膜
５４      第２の絶縁膜
５８      第４の絶縁膜
６０      第１のマスク
６２      第２のマスク（マスク）
７０      金属層
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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