半导体装置的制造方法_2

文档序号:8286024阅读:来源:国知局
了含有作为P型(第2导电类型)的杂质的侣(A1)的P型(第2导电类型)的阱区域30。 阱区域30具有P型(第2导电类型)的第2杂质浓度。该阱区域30在组件单元内的剖面 视图中在2个部位隔开,各自通过称为第一隔开区域22、第二隔开区域21的n型(第1导 电类型)的区域来隔开。第一隔开区域22 W及第二隔开区域21成为在漂移层20的表层 部形成并且在相邻的阱区域30之间的区域的在深度方向上从漂移层20的表面到与阱区域 30的底部相同的深度的区域。
[0036] 在剖面视图中,在阱区域30的内侧的表层侧,比阱区域30的深度更浅地形成了含 有作为n型(第1导电类型)的杂质的氮㈱的、n型(第1导电类型)的源极区域40。 另外,在漂移层20的表层侧、期望在源极区域40与第一隔开区域22之间夹着的区域中,形 成了含有作为P型(第2导电类型)的杂质的侣(A1)的P型(第2导电类型)的阱接触 区域35。横跨第二隔开区域21的表面、阱区域30的表面、W及源极区域40的一部分的表 面,形成了由氧化娃构成的栅极绝缘膜50。进而,在栅极绝缘膜50的表面,W与第二隔开区 域21、阱区域30、W及源极区域40的端部对置的方式,形成了栅极电极60。另外,在阱区域 30中,将被第二隔开区域21和源极区域40夹着的、经由栅极绝缘膜50与栅极电极60对置 并且在导通动作时形成反转层的区域称为沟道区域。
[0037] W在栅极绝缘膜50上覆盖栅极电极60的方式,形成了由氧化娃构成的层间绝缘 膜55。在源极区域40中的未被栅极绝缘膜50覆盖的区域的表面、和阱接触区域35中的与 源极区域40相接的一侧的一部分的表面,形成了用于降低与碳化娃的接触电阻的源极欧 姆电极70。另外,阱区域30能够经由低电阻的阱接触区域35,容易地与源极欧姆电极70 交换电子。
[003引在第一隔开区域22的表面,形成了肖特基电极75,将肖特基电极75和第一隔开区 域22的碳化娃进行肖特基连接。期望肖特基电极75包含第一隔开区域22的表面,但也可 W不包含。在源极欧姆电极70、肖特基电极75 W及层间绝缘膜55上,形成了源极电极80。 该源极电极80使源极欧姆电极70和肖特基电极75电短路。即,源极欧姆电极70和肖特 基电极75电连接。在基板10的与第一主面相反的一侧的第二主面、即背面侧,隔着背面欧 姆电极71形成了漏极电极85。另外,虽然未图示,但在半导体装置内的组件单元不存在的 区域的一部分,栅极电极60经由在层间绝缘膜55中开了的栅极接触孔而与栅极焊盘W及 栅极布线电短路。
[0039] 另外,在本实施方式中,如上所述,在第二隔开区域21的表面,形成了栅极绝缘膜 50,在第一隔开区域22的表面,形成了肖特基电极75。
[0040] 另外,第一隔开区域22内的n型(第1导电类型)杂质浓度被设定为比漂移层20 的n型(第1导电类型)的第1杂质浓度高、并且比阱区域30的P型(第2导电类型)的 第2杂质浓度低。在本实施方式中,将该区域称为第1区域(在图1中由粗的虚线所包围 的区域),在实施方式1中,第一隔开区域22和第1区域成为相同的区域。另外,在本实施 方式中,漂移层20中的第二隔开区域21的n型杂质浓度被设定为与漂移层20的第1杂质 浓度相问。
[0041] 另外,在后面进行详细说明,第二隔开区域21是在MOSFET导通时流过导通电流的 路径,第一隔开区域22是作为肖特基势垒二极管的回流电流的单极电流流过的路径。
[0042] 接下来,说明作为本实施方式的半导体装置的SBD内置MOSFET的制造方法。
[004引首先,在第一主面的面方位是(0001)面、且具有4H的多晶形的、n型且低电阻的 由碳化娃构成的基板10的表面上,通过化学气相沉积烟lemical Vapor D巧osition;CVD) 法,W IX l0i5cnT3?IX 10 "cnT3的n型的杂质浓度,使5?50 ym的厚度的由碳化娃构成 的漂移层20外延生长。将该漂移层20的n型的杂质浓度称为第1杂质浓度。
[0044] 接下来,在漂移层20的表面,通过光致抗蚀剂等,形成注入掩模,将作为P型的杂 质的A1进行离子注入。此时,A1的离子注入的深度设为不超过漂移层20的厚度的0. 5? 3 y m左右。另外,设为离子注入了的A1的杂质浓度在1 X l〇i7cnT3?1 X 10 i9cnT3的范围且 比漂移层20的第1杂质浓度高。之后,去除注入掩模。通过本工序被离子注入了 A1的区 域成为阱区域30,将该P型的杂质浓度称为第2杂质浓度。
[0045] 接下来,在漂移层20的表面,通过光致抗蚀剂等,形成注入掩模,将作为n型的杂 质的N进行离子注入。设成N的离子注入深度比阱区域30的厚度浅。另外,设为离子注入 了的N的杂质浓度在1 X l〇i8cnT3?1 X 10 的范围且超过阱区域30的P型的第2杂质 浓度。通过本工序被注入了 N的区域中的呈现n型的区域成为源极区域40。
[0046] 接下来,在漂移层20的表面,通过光致抗蚀剂等,形成注入掩模,将作为P型的杂 质的A1进行离子注入,去除注入掩模。通过本工序注入了 A1的区域成为阱接触区域35。 阱接触区域35是为了得到阱区域30和源极欧姆电极70的良好的电接触而设置的,期望将 阱接触区域35的P型杂质浓度设定成比阱区域30的P型的第2杂质浓度更高。在本工序 中将P型杂质进行离子注入时,出于使阱接触区域35低电阻化的目的,期望将基板10或者 漂移层20加热到150°C W上而进行离子注入。
[0047] 接下来,在漂移层20的表面,通过光致抗蚀剂等,形成注入掩模,将作为n型杂质 的N进行离子注入。由此,第一隔开区域22的杂质浓度相对于漂移层20的第1杂质浓度而 提高。根据此时的注入掩模W及注入条件来定义的注入区域相当于第1区域,至少包含第 一隔开区域22的平面区域的一部分,优选包含第一隔开区域22的平面区域。目P,在图1的 剖面视图中,第一隔开区域22内的注入区域优选与相隔开的2个部位的阱区域30中的任 意一个都邻接(相邻并且相接),但在本实施方式的其他例子中,也可W仅相邻而不相接。 在该情况下,在第1区域与阱区域30之间空出间隙,所W相应地,相对于从源极电极80流 向漏极电极85的电流的第一隔开区域22的电阻的降低量变小,但相比于未设置注入区域 的情况,能够得到第一隔开区域22成为低电阻该样的效果,该自不待言。
[0048] 在本实施方式的图1所示的例子中,说明了第1区域和第一隔开区域22是相同的 区域的情况、即邻接的情况。离子注入的N的杂质浓度优选为5 X l〇i5cnT3?1 X 10 的 范围。特别,设为不超过阱区域30的P型的第2杂质浓度。其原因是,通过相对于阱区域 30而使第一隔开区域22的浓度相对地变低,从而在对在阱区域30与第一隔开区域22之间 形成的pn结施加反向偏置时,使得耗尽层延伸到第一隔开区域22 -侧。在后面详细叙述 该耗尽层的效果。
[0049] 另外,在本实施方式的图1所示的例子中,通过使第1区域的n型杂质的注入深度 与阱区域30的深度相同,对第一隔开区域22整体进行注入,从而将第1区域设为与第一隔 开区域22相同的区域。
[0050] 即,将由图1的粗的虚线所包围的区域设为第1区域,如图1所示,在本实施方式 的图1所示的例子中,将第1区域设为第一隔开区域22整体。
[0化1] 接下来,通过热处理装置,在氣(Ar)气等惰性气体气氛中,进行1300?1900°C、30 秒?1小时的退火。通过该退火,使离子注入了的NW及A1电激活。
[0化2] 接下来,对形成了阱区域30、源极区域40、阱接触区域35的漂移层20的表面进行 热氧化,形成作为期望的厚度的栅极绝缘膜50的氧化娃。接下来,在栅极绝缘膜50上,通 过减压CVD法,形成具有导电性的多晶娃膜,并对其进行图案化,从而形成栅极电极60。接 下来,通过减压CVD法,形成层间绝缘膜55。接下来,形成贯通层间绝缘膜55和栅极绝缘膜 5
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1