(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化ケイ素体（１，２）と、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極（５，６，７）とを有する炭化ケイ素−電界効果トランジスタであって、前記炭化ケイ素体にはｐ導電性層とｎ導電性層（３，４）とが設けられている形式の炭化ケイ素−電界効果トランジスタにおいて、
ｐ導電性の炭化ケイ素層とｎ導電性の炭化ケイ素層（３，４）とは対でラテラル方向に、炭化ケイ素体（１，２）の主表面に対して平行に当該炭化ケイ素体に埋め込まれており、
ソース電極およびドレイン電極（５，６）は、一方の導電形式に強くドープされた炭化ケイ素が充填されたトレンチからなり、
前記ソース電極およびトレンチ電極（５，６）のトレンチは、ｐ導電性およびｎ導電性の炭化ケイ素層（３，４）を主表面から貫通しており、
ゲート電極（７）は、前記導電形式とは反対の導電形式に強くドープされた炭化ケイ素が充填されたトレンチからなり、
前記ゲート電極（７）のトレンチは、ｐ導電性およびｎ導電性の炭化ケイ素層（３，４）を主表面から貫通しており、かつ当該トレンチの側壁には絶縁層（８）が設けられている、
ことを特徴とする炭化ケイ素−電界効果トランジスタ。
【請求項２】
ｐ導電性の炭化ケイ素層とｎ導電性の炭化ケイ素層（３，４）のドーピング濃度は１０１３電荷担体／ｃｍ２を越えない、請求項１記載の炭化ケイ素−電界効果トランジスタ。
【請求項３】
ソース電極（５）およびゲート電極（７）に対するトレンチは、ドレイン電極（６）に対するトレンチを取り囲んでいる、請求項１または２記載の炭化ケイ素−電界効果トランジスタ。
【請求項４】
ｎ導電性とｐ導電性の炭化ケイ素層（３，４）は、イオン打ち込みとエピタキシャルデポジットにより炭化ケイ素基体（１）の上に形成される、請求項１から３までのいずれか１項記載の炭化ケイ素−電界効果トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、炭化ケイ素体と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート電極とを有する炭化ケイ素−電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に関し、この電界効果トランジスタはｐ導電層とｎ導電層を有する。
【０００２】
炭化ケイ素−電界効果トランジスタは、高電圧構成素子として例えばカソード回路に使用することができる。この種の電界効果トランジスタは比較的安価に製造できるという利点を有する。なぜならここでは、ドーピングを打ち込みにより簡単に実行することができるからである。
【０００３】
これまで炭化ケイ素−電界効果トランジスタに対しては縦型構造しか存在せず、その集積度が炭化ケイ素体の裏面にあるドレイン電極のため問題であった。
【０００４】
本発明の課題は、ラテラル構造の炭化ケイ素−電界効果トランジスタを提供することであり、かつ簡単に製造でき、大きな高電圧耐力を有するようにする。
【０００５】
この課題は冒頭に述べた形式の炭化ケイ素−電界効果トランジスタにおいて本発明により、解決される。
【０００６】
本発明の改善形態では、ｐ導電性炭化ケイ素層とｎ導電性炭化ケイ素層のドーピング濃度が１０１３電荷担体／ｃｍ２を越えない。ソース電極およびゲート電極に対するトレンチがドレイン電極に対するトレンチを少なくとも部分的に取り囲むと有利である。ｎ導電性炭化ケイ素層とｐ導電性炭化ケイ素層とは、炭化ケイ素基体へのイオン打ち込みとエピタキシャルデポジットにより形成することができる。
【０００７】
本発明は、現在使用できる手段により簡単に製造可能な、ラテラル構造の炭化ケイ素−電界効果トランジスタを提供するものである。
【０００８】
ドープされない炭化ケイ素基体にはドープされないエピタキシャル層がデポジットされ、これがエピタクシー構造体を形成する。このエピタクシー構造体には対でｎ導電性とｐ導電性の炭化ケイ素層が包含され、これらはｎ導電性ないしｐ導電性のドープ物質、例えば窒素ないしボロンおよび／またはアルミニウムのイオン打ち込みによって形成される。このエピタクシー構造体の最上層はドープされないままである。
【０００９】
次にエピタクシー構造体には細いトレンチ（溝）がエッチングされる。この細いトレンチは次に、ソース電極およびドレイン電極に対しては例えばｎ＋ドープされた炭化ケイ素により、ゲート電極に対しては絶縁層のデポジットの後にｐ＋ドープされた炭化ケイ素によりエピタキシャルに充填される。ソース、ドレインおよびゲートに対するトレンチにこのように被着されたｎ＋導電性およびｐ＋導電性の炭化ケイ素層は続いて、最上のドープされない炭化ケイ素層までエッチバックされ、このようにして構造化される。
【００１０】
有利には電極に対して、ソース電極とゲート電極に対するトレンチがドレイン電極を取り囲むような幾何形状を選択することができる。
【００１１】
このようにして形成された炭化ケイ素−電界効果トランジスタの金属化は通常のように行うことができる。有利には例えばアルミニウムまたは多結晶シリコンからなる導体路を使用することができる。
【００１２】
ｐ導電性ないしｎ導電性炭化ケイ素層へのドーピング濃度は有利には１０１３ｃｍ−２を越えてはならない。この上限によって、ドレイン電圧を印加した際にｐ導電性およびｎ導電性の炭化ケイ素層が、破壊が生じるより前に側方ないし横方向に排除され、これにより炭化ケイ素−電界効果トランジスタは高い破壊耐力を特徴とする。言い替えれば本発明の炭化ケイ素−電界効果トランジスタは小さいスイッチオン抵抗においても高い破壊電圧を有する。
【００１３】
以下本発明の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、炭化ケイ素体の断面図であり、ｐ導電性およびｎ導電性の炭化ケイ素層が対でエピタクシー構造体に埋め込まれている。
【００１５】
図２は、本発明の実施例による炭化ケイ素−電界効果トランジスタの断面図である。
【００１６】
図３は、図２の炭化ケイ素−電界効果トランジスタの可能なレイアウトの平面図である。
【００１７】
図１は、ドープされない炭化ケイ素基体１を示す。この基体にはドープされた炭化ケイ素からなるエピタクシー構造体２が設けられており、この構造体にはｐ導電性の炭化ケイ素層３とｎ導電性の炭化ケイ素層４が対で埋め込まれている。このｐ導電性の炭化ケイ素層３とｎ導電性の炭化ケイ素層４は、１０１３電荷担体ｃｍ−２を越えないドーピング濃度を有する。これにより、製造した炭化ケイ素−電界効果トランジスタにドレイン電圧を印加する際、破壊が発生する前に層３，４が横方向ないしラテラル方向に排除される。このようにして接合トレンチ電界効果トランジスタと同じように、スイッチオン抵抗が小さくても高い破壊電圧が達成される。
【００１８】
エピタクシー構造体２は次のようにして形成される。すなわち、炭化ケイ素基体１に段階的にエピタキシャル層を被着し、このときに層３に対してはボロンおよび／またはアルミニウムによりイオン打ち込みを行い、層４に対しては窒素によりイオン打ち込みをそれぞれ行うのである。
【００１９】
図１に示した、炭化ケイ素基体１とエピタクシー構造体２からなる炭化ケイ素体にさらに最上のドープされない層（図２参照）を被着した後、このようにして得られた構造体に、ソース、ドレインおよびゲートに対する細いトレンチを炭化ケイ素基体１までエッチングする。このトレンチは、ソース電極５ないしドレイン電極６に対してはｎ＋ドープされた炭化ケイ素により充填される。ゲート電極７に対するトレンチは、まずその側壁に絶縁層８が設けられ、次にその内室がｐ＋ドープされた炭化ケイ素により充填される。絶縁層８は熱的酸化により設けることができる。ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極に対するトレンチをこのように充填することはエピタキシャルに行うことができる。トレンチに充填されたｎ＋導電性層ないしｐ＋導電性層の上側は、最上のドープされない炭化ケイ素層に達するまでエッチバックされるか、または研磨される。ソースＳ、ドレインＤおよびゲートＧに対して例えばアルミニウムからなる電極９，１０，１１を設けた後に、図２に示した炭化ケイ素−電界効果トランジスタが存在する。ここではソース電極９およびドレイン電極１０を作製するために、スパッタリングまたは蒸着により被着された、有利にはニッケルまたはパーマロイ（ＮｉＦｅ）からなる層を所望のレイアウト（例えば図３参照）に相応してエッチングすることもでき、ゲート電極１１に対しては有利にはＮｉ−Ａｌ合金を使用する。この金属化部は次に有利には９８０℃で熱処理され、続いてワイヤボンディングのために付加的に被着されたアルミニウムまたはハンダ可能な金属部（例えばＮｉＡｇ）により強化される。
【００２０】
最後に図３は、ソース電極９，ドレイン電極１０およびゲート電極１１を備えたこのような炭化ケイ素−電界効果トランジスタに対する可能なレイアウト（平面図）を示す。ここでソース電極９とゲート電極１１は、これらがドレイン電極１０を取り囲むように配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、炭化ケイ素体の断面図であり、ｐ導電性およびｎ導電性の炭化ケイ素層が対でエピタクシー構造体に埋め込まれている。
【図２】  図２は、本発明の実施例による炭化ケイ素−電界効果トランジスタの断面図である。
【図３】  図３は、図２の炭化ケイ素−電界効果トランジスタの可能なレイアウトの平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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