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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124052
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】炭化珪素半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 29/78 20060101AFI20240905BHJP
H01L 29/12 20060101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
H01L29/78 652F
H01L29/78 652T
H01L29/78 653A
H01L29/78 652K
H01L29/78 652M
H01L29/78 652H
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023031958
(22)【出願日】2023-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】斎藤 雄
(72)【発明者】
【氏名】増田 健良
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ドレインリークを抑制できる炭化珪素半導体装置を提供する。
【解決手段】炭化珪素半導体装置１００において、炭化珪素基板１０は、ボディ領域１２上に設けられ、第２導電型を有するコンタクト領域１８を有し、第１主面１に、複数のゲートトレンチ５が設けられており、複数のゲートトレンチ５は、Ｘ軸方向に沿って延び、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に沿って並ぶ。炭化珪素基板１０はさらに、底面４と第２主面２との間に設けられ、第２導電型を有する複数の電界緩和領域１６と、Ｙ軸方向に沿って隣り合う電界緩和領域１６の間に位置し、第１主面１に垂直な平面視でコンタクト領域１８と重なる第１半導体領域２１Ａと、Ｙ軸方向に沿って隣り合う電界緩和領域１６の間に位置する第２半導体領域と、を有し、第１半導体領域２１Ａにおける第１導電型の不純物の第１実効濃度が、第２半導体領域における第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い。
【選択図】図４
【解決手段】炭化珪素半導体装置１００において、炭化珪素基板１０は、ボディ領域１２上に設けられ、第２導電型を有するコンタクト領域１８を有し、第１主面１に、複数のゲートトレンチ５が設けられており、複数のゲートトレンチ５は、Ｘ軸方向に沿って延び、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に沿って並ぶ。炭化珪素基板１０はさらに、底面４と第２主面２との間に設けられ、第２導電型を有する複数の電界緩和領域１６と、Ｙ軸方向に沿って隣り合う電界緩和領域１６の間に位置し、第１主面１に垂直な平面視でコンタクト領域１８と重なる第１半導体領域２１Ａと、Ｙ軸方向に沿って隣り合う電界緩和領域１６の間に位置する第２半導体領域と、を有し、第１半導体領域２１Ａにおける第１導電型の不純物の第１実効濃度が、第２半導体領域における第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有する炭化珪素基板を備え、
前記炭化珪素基板は、
第１導電型を有するドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、
前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、
前記ボディ領域上に設けられ、前記第２導電型を有するコンタクト領域と、
を有し、
前記第１主面には、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、
前記複数のゲートトレンチは、第１仮想直線に沿って延び、前記第１仮想直線に垂直な第２仮想直線に沿って並び、
前記炭化珪素基板は、
前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する複数の電界緩和領域と、
前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置し、前記第１主面に垂直な平面視で前記コンタクト領域と重なる第１半導体領域と、
を有し、
前記ドリフト領域は、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置する第２半導体領域を有し、
前記第２半導体領域は、前記第１主面に垂直な平面視で前記ソース領域と重なり、
前記第１半導体領域における前記第１導電型の不純物の第１実効濃度は、前記第２半導体領域における前記第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い、炭化珪素半導体装置。
前記炭化珪素基板は、
第１導電型を有するドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、
前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、
前記ボディ領域上に設けられ、前記第２導電型を有するコンタクト領域と、
を有し、
前記第１主面には、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、
前記複数のゲートトレンチは、第１仮想直線に沿って延び、前記第１仮想直線に垂直な第２仮想直線に沿って並び、
前記炭化珪素基板は、
前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する複数の電界緩和領域と、
前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置し、前記第１主面に垂直な平面視で前記コンタクト領域と重なる第１半導体領域と、
を有し、
前記ドリフト領域は、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置する第２半導体領域を有し、
前記第２半導体領域は、前記第１主面に垂直な平面視で前記ソース領域と重なり、
前記第１半導体領域における前記第１導電型の不純物の第１実効濃度は、前記第２半導体領域における前記第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い、炭化珪素半導体装置。
【請求項2】
前記第１半導体領域は前記第２導電型を有する、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項3】
前記第１半導体領域は前記電界緩和領域に直接接する、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項4】
前記ボディ領域または前記コンタクト領域と、前記第１半導体領域と、に直接接する第３半導体領域を有する、請求項２または請求項３に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項5】
前記第１半導体領域における第１不純物濃度プロファイルは、前記電界緩和領域における第２不純物濃度プロファイルと等しい、請求項２または請求項３に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項6】
前記第１半導体領域は前記第１導電型を有する、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項7】
前記ゲートトレンチの前記側面は、｛０－３３－８｝面を含む、請求項１、請求項２、請求項３または請求項６に記載の炭化珪素半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、炭化珪素半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
炭化珪素半導体装置の一つとして、主面に形成されたゲートトレンチの下方に電界シールド領域が設けられたトレンチ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１５／０１５８０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、炭化珪素半導体装置に対してドレインリークの更なる抑制が望まれている。
【0005】
本開示は、ドレインリークを抑制できる炭化珪素半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の炭化珪素半導体装置は、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有する炭化珪素基板を備え、前記炭化珪素基板は、第１導電型を有するドリフト領域と、前記ドリフト領域上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、前記ボディ領域上に設けられ、前記第２導電型を有するコンタクト領域と、を有し、前記第１主面には、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、前記複数のゲートトレンチは、第１仮想直線に沿って延び、前記第１仮想直線に垂直な第２仮想直線に沿って並び、前記炭化珪素基板は、前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する複数の電界緩和領域と、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置し、前記第１主面に垂直な平面視で前記コンタクト領域と重なる第１半導体領域と、を有し、前記ドリフト領域は、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置する第２半導体領域を有し、前記第２半導体領域は、前記第１主面に垂直な平面視で前記ソース領域と重なり、前記第１半導体領域における前記第１導電型の不純物の第１実効濃度は、前記第２半導体領域における前記第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、ドレインリークを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施するための形態について、以下に説明する。
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また結晶学上の指数が負であることは、通常、"－"（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本開示では数字の前に負の符号を付している。また、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いるが、当該座標系は、説明のために定めるものであって、炭化珪素半導体装置の姿勢について限定するものではない。また、ＸＹ面視を平面視といい、任意の点からみて、＋Ｚ方向を上方、上側または上ということがあり、－Ｚ方向を下方、下側または下ということがある。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また結晶学上の指数が負であることは、通常、"－"（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本開示では数字の前に負の符号を付している。また、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いるが、当該座標系は、説明のために定めるものであって、炭化珪素半導体装置の姿勢について限定するものではない。また、ＸＹ面視を平面視といい、任意の点からみて、＋Ｚ方向を上方、上側または上ということがあり、－Ｚ方向を下方、下側または下ということがある。
【0011】
〔１〕 本開示の一態様に係る炭化珪素半導体装置は、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有する炭化珪素基板を備え、前記炭化珪素基板は、第１導電型を有するドリフト領域と、前記ドリフト領域上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、前記ボディ領域上に設けられ、前記第２導電型を有するコンタクト領域と、を有し、前記第１主面には、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、前記複数のゲートトレンチは、第１仮想直線に沿って延び、前記第１仮想直線に垂直な第２仮想直線に沿って並び、前記炭化珪素基板は、前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する複数の電界緩和領域と、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置し、前記第１主面に垂直な平面視で前記コンタクト領域と重なる第１半導体領域と、を有し、前記ドリフト領域は、前記第２仮想直線に沿って隣り合う前記電界緩和領域の間に位置する第２半導体領域を有し、前記第２半導体領域は、前記第１主面に垂直な平面視で前記ソース領域と重なり、前記第１半導体領域における前記第１導電型の不純物の第１実効濃度は、前記第２半導体領域における前記第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い。
【0012】
第１主面に垂直な平面視で、第１半導体領域がコンタクト領域と重なり、第２半導体領域がソース領域と重なる。また、第１半導体領域における第１導電型の不純物の第１実効濃度が、第２半導体領域における第１導電型の不純物の第２実効濃度よりも低い。このため、第１半導体領域に代えて第２半導体領域が設けられている場合と比較して、コンタクト領域と第２主面との間での、コンタクト領域またはボディ領域とドリフト領域との間のｐｎ接合界面の近傍における電界集中を緩和できる。従って、コンタクト領域の内部またはその近傍に結晶欠陥が存在しても、電界集中に起因するドレインリークを抑制できる。
【0013】
〔２〕 〔１〕において、前記第１半導体領域は前記第２導電型を有してもよい。この場合、電界集中を緩和しやすい。
【0014】
〔３〕 〔２〕において、前記第１半導体領域は前記電界緩和領域に直接接してもよい。この場合、電界集中をより緩和しやすい。
【0015】
〔４〕 〔２〕または〔３〕において、前記ボディ領域または前記コンタクト領域と、前記第１半導体領域と、に直接接する第３半導体領域を有してもよい。この場合、コンタクト領域と第１半導体領域とを互いに導通できる。
【0016】
〔５〕 〔２〕から〔４〕のいずれかにおいて、前記第１半導体領域における第１不純物濃度プロファイルは、前記電界緩和領域における第２不純物濃度プロファイルと等しくてもよい。この場合、第１半導体領域を電界緩和領域と同時に形成できる。
【0017】
〔６〕 〔１〕において、前記第１半導体領域は前記第１導電型を有してもよい。この場合、第１半導体領域を通じてオン電流が流れ得る。
【0018】
〔７〕 〔１〕から〔６〕のいずれかにおいて、前記ゲートトレンチの前記側面は、｛０－３３－８｝面を含んでもよい。側面が｛０－３３－８｝面を含むことで、ゲートトレンチの側面において良好な移動度が得られ、チャネル抵抗を低減できる。
【0019】
［本開示の実施形態］
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、炭化珪素を用いたいわゆる縦型のＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）に関する。このＭＯＳ型ＦＥＴは炭化珪素半導体装置の一例である。図１は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における層間絶縁膜および第１主面の構成を示す図である。図２は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における電界緩和領域の上端面を含む面の構成を示す図である。図３から図７は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。図３は、図１および図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する。図４は、図１および図２中のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図に相当する。図５は、図１および図２中のＶ－Ｖ線に沿った断面図に相当する。図６は、図１および図２中のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図に相当する。図７は、図１および図２中のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図に相当する。
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、炭化珪素を用いたいわゆる縦型のＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）に関する。このＭＯＳ型ＦＥＴは炭化珪素半導体装置の一例である。図１は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における層間絶縁膜および第１主面の構成を示す図である。図２は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における電界緩和領域の上端面を含む面の構成を示す図である。図３から図７は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。図３は、図１および図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する。図４は、図１および図２中のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図に相当する。図５は、図１および図２中のＶ－Ｖ線に沿った断面図に相当する。図６は、図１および図２中のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図に相当する。図７は、図１および図２中のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図に相当する。
【0020】
図１から図７に示されるように、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置１００は、炭化珪素基板１０と、ゲート絶縁膜８１と、ゲート電極８２と、層間絶縁膜８３と、ソース電極６０と、ドレイン電極７０と、バリアメタル膜８４とを主に有している。
【0021】
炭化珪素基板１０は、第１主面１と、第１主面１とは反対の第２主面２とを有する。第１主面１および第２主面２はＸＹ平面に平行であり、第１主面１は第２主面２からみて＋Ｚ方向にある。炭化珪素基板１０は、炭化珪素単結晶基板５０と、炭化珪素単結晶基板５０上にある炭化珪素エピタキシャル層４０とを含む。炭化珪素エピタキシャル層４０は第１主面１を構成し、炭化珪素単結晶基板５０は第２主面２を構成する。炭化珪素単結晶基板５０および炭化珪素エピタキシャル層４０は、例えばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素から構成されている。炭化珪素単結晶基板５０は、例えば窒素（Ｎ）等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型（第１導電型）を有する。
【0022】
第１主面１は、｛０００１｝面または｛０００１｝面がオフ方向に８°以下のオフ角だけ傾斜した面である。好ましくは、第１主面１は、（０００－１）面または（０００－１）面がオフ方向に８°以下のオフ角だけ傾斜した面である。オフ方向は、例えば＜１１－２０＞方向であってもよいし、＜１－１００＞方向であってもよい。オフ角は、例えば１°以上であってもよいし、２°以上であってもよい。オフ角は、６°以下であってもよいし、４°以下であってもよい。
【0023】
炭化珪素エピタキシャル層４０は、ドリフト領域１１と、ボディ領域１２と、ソース領域１３と、電界緩和領域１６と、接続領域１７と、コンタクト領域１８と、第１領域２１Ａとを主に有する。
【0024】
ドリフト領域１１は、窒素またはリン（Ｐ）等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を有する。ドリフト領域１１は炭化珪素単結晶基板５０の上に設けられている。詳細は後述するが、ドリフト領域１１は第２領域２２を有する。
【0025】
ボディ領域１２は、アルミニウム（Ａｌ）等のｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を有する。ボディ領域１２はドリフト領域１１の上に設けられている。
【0026】
ソース領域１３は、窒素またはリン等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を有する。ソース領域１３はボディ領域１２の上に設けられている。ソース領域１３は、ボディ領域１２によってドリフト領域１１から隔てられている。ソース領域１３は第１主面１を構成する。
【0027】
第１主面１に、側面３と底面４とにより規定される複数のゲートトレンチ５が設けられている。ゲートトレンチ５は、例えばＹ軸方向に延びる。Ｙ軸方向に複数のゲートトレンチ５が一定の間隔で配置されている。また、Ｘ軸方向に複数のゲートトレンチ５が一定の間隔で配置されている。複数のゲートトレンチ５がアレイ状に設けられていてもよい。側面３は、ソース領域１３と、ボディ領域１２と、ドリフト領域１１の一部とを貫通し、ドリフト領域１１に至る。底面４は側面３と連なる。底面４はドリフト領域１１に位置する。例えば、底面４は第１主面１および第２主面２と平行である。Ｙ軸に垂直な断面視で、底面４を含む仮想平面Ｐ１に対する側面３の角度θ１は、例えば４５°以上６５°以下である。角度θ１は、例えば５０°以上であってもよい。角度θ１は、例えば６０°以下であってもよい。側面３は、好ましくは｛０－３３－８｝面を有する。｛０－３３－８｝面は、優れた移動度が得られる結晶面である。本開示では、Ｙ軸に平行な第１仮想直線Ｌ１およびＸ軸に平行な第２仮想直線Ｌ２を用いて各部位の位置関係を説明することがある。
【0028】
コンタクト領域１８は、アルミニウム等のｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を有する。コンタクト領域１８は、ソース領域１３を貫通し、ボディ領域１２に接する。コンタクト領域１８は第１主面１を構成する。コンタクト領域１８は、第３領域１８Ａと、第４領域１８Ｂとを主に有している。
【0029】
コンタクト領域１８の第３領域１８Ａは、Ｘ軸方向で隣り合うゲートトレンチ５の間にある。Ｘ軸方向で隣り合うゲートトレンチ５の間において、第３領域１８Ａとソース領域１３とがＹ軸方向で交互に設けられていてもよい。例えば、第３領域１８Ａがゲートトレンチ５の長手方向の端部の近傍にあり、ソース領域１３がゲートトレンチ５の長手方向の中央部の近傍にあってもよい。第３領域１８ＡはＸ軸方向でゲートトレンチ５の両側に設けられている。
【0030】
コンタクト領域１８の第４領域１８Ｂは、第１主面１に垂直な平面視で、Ｙ軸方向で隣り合うゲートトレンチ５の間にある。第４領域１８Ｂは、Ｘ軸方向で第３領域１８Ａにつながる。第３領域１８Ａと第４領域１８ＢとがＸ軸方向で交互に設けられている。例えば、第３領域１８ＡのＹ軸方向での最大の第１寸法Ｗ１は、第４領域１８ＢのＹ軸方向での最大の第２寸法Ｗ２よりも大きい。
【0031】
電界緩和領域１６は、アルミニウム等のｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を有する。電界緩和領域１６は、ゲートトレンチ５の底面４と第２主面２との間にある。電界緩和領域１６の上端面は、例えばゲートトレンチ５の底面４と第２主面２との間にある。電界緩和領域１６の上端面の一部は、ボディ領域１２の下端面の一部に対向する。電界緩和領域１６は、ゲートトレンチ５と同様に、Ｙ軸方向に延びる。第１主面１に垂直な平面視で、電界緩和領域１６はゲートトレンチ５と重なる。第１主面１に垂直な平面視で、電界緩和領域１６が複数のゲートトレンチ５と重なっていてもよい。また、Ｘ軸方向に複数の電界緩和領域１６が一定の間隔で配置されている。複数の電界緩和領域１６がストライプ状に設けられていてもよい。
【0032】
第１領域２１Ａは、アルミニウム等のｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を有する。第１領域２１Ａの深さ方向（Ｚ軸方向）での第１不純物濃度プロファイルは、例えば電界緩和領域１６の深さ方向での第２不純物濃度プロファイルと等しくてもよい。第１領域２１Ａは、Ｘ軸方向で隣り合う電界緩和領域１６の間に位置する。図４および図５に示されるように、電界緩和領域１６と第１領域２１ＡとがＸ軸方向で交互に設けられている。第１領域２１Ａは電界緩和領域１６に直接接してもよい。第１領域２１Ａは、第１主面１に垂直な平面視でコンタクト領域１８と重なる。第１主面１に垂直な平面視で、第１領域２１Ａの一部がコンタクト領域１８からはみ出していてもよい。第１領域２１Ａは第１半導体領域の一例である。
【0033】
接続領域１７は、アルミニウム等のｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を有する。接続領域１７は、コンタクト領域１８と電界緩和領域１６および第１領域２１Ａとを電気的に接続する。接続領域１７は、第１主面１に垂直な平面視で、Ｙ軸方向で隣り合うゲートトレンチ５の間にある。接続領域１７は、第１主面１に垂直な平面視で、第３領域１８Ａの一部と第４領域１８Ｂとに重なる。接続領域１７は電界緩和領域１６および第１領域２１Ａに接する。接続領域１７は少なくともボディ領域１２または第４領域１８Ｂの一方に接する。接続領域１７がボディ領域１２および第４領域１８Ｂの各々に接してもよい。接続領域１７は、コンタクト領域１８と電界緩和領域１６との間およびコンタクト領域１８と第１領域２１Ａとの間にある。接続領域１７は、例えばＸ軸方向に延びる。接続領域１７は第３半導体領域の一例である。
【0034】
ドリフト領域１１の第２領域２２は、Ｘ軸方向で隣り合う電界緩和領域１６の間に位置する。図３に示されるように、電界緩和領域１６と第２領域２２とがＸ軸方向で交互に設けられている。第２領域２２は、第１主面１に垂直な平面視でソース領域１３と重なる。第１主面１に垂直な平面視で、ソース領域１３の一部が第２領域２２からはみ出していてもよい。Ｘ軸方向で隣り合う電界緩和領域１６の間において、第１領域２１Ａと第２領域２２とがＹ軸方向で交互に設けられていてもよい。第２領域２２は第２半導体領域の一例である。
【0035】
ゲート絶縁膜８１は、例えば酸化膜である。ゲート絶縁膜８１は、例えば二酸化珪素を含む材料により構成されている。ゲート絶縁膜８１は、側面３および底面４に接する。ゲート絶縁膜８１は、底面４においてドリフト領域１１に接する。ゲート絶縁膜８１は、側面３においてソース領域１３、ボディ領域１２およびドリフト領域１１と接する。ゲート絶縁膜８１は、第１主面１においてソース領域１３に接していてもよい。
【0036】
ゲート電極８２は、ゲート絶縁膜８１の上に設けられている。ゲート電極８２は、例えば導電性不純物を含むポリシリコン（ポリＳｉ）から構成されている。ゲート電極８２は、ゲートトレンチ５の内部に配置されている。ゲート電極８２は、側面３および底面４に対向する。ゲート電極８２の一部が第１主面１に対向してもよい。ゲート電極８２は、ゲートトレンチ５と同様に、Ｙ軸方向に延びる。第１主面１に垂直な平面視で、ゲート電極８２が複数のゲートトレンチ５と重なってもよい。
【0037】
層間絶縁膜８３はゲート電極８２を覆う。層間絶縁膜８３はゲート電極８２およびゲート絶縁膜８１に接する。層間絶縁膜８３は、例えば酸化膜である。層間絶縁膜８３は、例えば二酸化珪素を含む材料から構成されている。層間絶縁膜８３は、ゲート電極８２とソース電極６０とを互いに電気的に絶縁している。層間絶縁膜８３の一部は、ゲートトレンチ５の内部に設けられていてもよい。層間絶縁膜８３の上面は、曲率が連続的に変化する曲面であってもよい。層間絶縁膜８３の上面は、ゲートトレンチ５の上方において＋Ｚ方向に凸となる曲面であってもよい。
【0038】
層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１には、Ｘ軸方向で一定の間隔でコンタクトホール９０が形成されている。コンタクトホール９０は、Ｘ軸方向で隣り合うコンタクトホール９０の間にゲートトレンチ５が位置するように配置されている。コンタクトホール９０はＹ軸方向に延びる。コンタクトホール９０を通じて、ソース領域１３および第３領域１８Ａが層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１から露出している。第４領域１８Ｂは層間絶縁膜８３により覆われていてよい。
【0039】
バリアメタル膜８４は、層間絶縁膜８３の上面と、ゲート絶縁膜８１の側面とを覆う。バリアメタル膜８４は、層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１の各々と接している。バリアメタル膜８４は、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）を含む材料から構成されている。
【0040】
ソース電極６０は第１主面１に接する。ソース電極６０は、コンタクトホール９０内に設けられたコンタクト電極６１と、ソース配線６２とを有する。コンタクト電極６１は、第１主面１において、ソース領域１３およびコンタクト領域１８に接している。コンタクト電極６１は、例えばニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）を含む材料から構成されている。コンタクト電極６１が、チタン（Ｔｉ）と、アルミニウムと、シリコンとを含む材料から構成されていてもよい。コンタクト電極６１は、ソース領域１３およびコンタクト領域１８とオーミック接合している。ソース配線６２は、バリアメタル膜８４の上面および側面と、コンタクト電極６１の上面とを覆う。ソース配線６２は、バリアメタル膜８４およびコンタクト電極６１の各々と接している。ソース配線６２は、例えばアルミニウムを含む材料から構成されている。
【0041】
ドレイン電極７０は第２主面２に接する。ドレイン電極７０は、第２主面２において炭化珪素単結晶基板５０と接している。ドレイン電極７０は、ドリフト領域１１と電気的に接続されている。ドレイン電極７０は、例えばニッケルシリサイドを含む材料から構成されている。ドレイン電極７０がチタンと、アルミニウムと、シリコンとを含む材料から構成されていてもよい。ドレイン電極７０は、炭化珪素単結晶基板５０とオーミック接合している。
【0042】
炭化珪素単結晶基板５０とドリフト領域１１との間に、窒素等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を有するバッファ層が設けられていてもよい。また、ソース電極６０の一部を覆うパッシベーション膜が設けられていてもよい。
【0043】
本開示において、第１導電型の不純物の実効濃度とは、第１導電型の不純物の濃度から第２導電型の不純物の濃度を減じて得られる濃度である。第１導電型を有する領域における第１導電型の不純物の実効濃度は正であり、第２導電型を有する領域における第１導電型の不純物の実効濃度は負である。実効濃度は、例えば走査型静電容量顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＣＭ）を用いて測定できる。
【0044】
上述のように、第１領域２１Ａはｐ型の導電型を有し、第２領域２２はｎ型の導電型を有する。従って、第１領域２１Ａにおけるｎ型不純物の第１実効濃度は負であり、第２領域２２におけるｎ型不純物の第２実効濃度は正である。このため、第１領域２１Ａにおけるｎ型不純物の第１実効濃度は、第２領域２２におけるｎ型不純物の第２実効濃度よりも低い。
【0045】
例えば、第１領域２１Ａにおけるｐ型不純物の実効濃度は１×１０１７ｃｍ－３以上５×１０１８ｃｍ－３以下であり、第２領域２２におけるｎ型不純物の実効濃度は１×１０１６ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0046】
なお、第１領域２１Ａおよび第２領域２２における深さ方向での不純物濃度プロファイルは一定である必要はない。第１領域２１Ａにおける不純物濃度プロファイルが一定でない場合、ｐ型不純物の実効濃度の最大値を第１領域２１Ａにおけるｐ型不純物の実効濃度とし、このｐ型不純物の実効濃度を負にしたものをｎ型不純物（第１導電型の不純物）の実効濃度とする。同様に、第２領域２２における不純物濃度プロファイルが一定でない場合、ｎ型不純物の実効濃度の最大値を第２領域２２におけるｎ型不純物（第１導電型の不純物）の実効濃度とする。
【0047】
次に、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法について説明する。図８から図１７は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法を示す断面図である。図８から図１７は、図４に示す断面の変化を示す。
【0048】
まず、図８に示されるように、炭化珪素単結晶基板５０を準備する。次に、炭化珪素単結晶基板５０の上に炭化珪素エピタキシャル層４１を形成する。例えば、炭化珪素単結晶基板５０は、窒素等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を有する。例えば、炭化珪素エピタキシャル層４１は窒素等のｎ型不純物を添加したエピタキシャル成長により形成できる。
【0049】
次に、図９に示されるように、炭化珪素エピタキシャル層４１へのイオン注入を行い、電界緩和領域１６、第１領域２１Ａおよび第２領域２２（図３および図７参照）を形成する。電界緩和領域１６および第１領域２１Ａを形成するためのイオン注入においては、例えばアルミニウム等のｐ型不純物をイオン注入する。第２領域２２を形成するためのイオン注入においては、例えばリン等のｎ型不純物をイオン注入する。
【0050】
次に、図１０に示されるように、炭化珪素エピタキシャル層４１の上に炭化珪素エピタキシャル層４２を形成する。例えば、炭化珪素エピタキシャル層４２は窒素等のｎ型不純物を添加したエピタキシャル成長により形成できる。
【0051】
次に、図１１に示されるように、炭化珪素エピタキシャル層４２へのイオン注入を行い、ボディ領域１２、ソース領域１３、接続領域１７（図５、図６および図７参照）およびコンタクト領域１８を形成する。炭化珪素エピタキシャル層４１および４２の残部がドリフト領域１１となる。ボディ領域１２、接続領域１７またはコンタクト領域１８を形成するためのイオン注入においては、例えばアルミニウム等のｐ型不純物をイオン注入する。ソース領域１３を形成するためのイオン注入においては、例えばリン等のｎ型不純物をイオン注入する。このようにして、炭化珪素エピタキシャル層４１および４２を含む炭化珪素エピタキシャル層４０が得られ、第１主面１と、第２主面２とを有する炭化珪素基板１０が得られる。
【0052】
次に、図１２に示されるように、ソース領域１３、ボディ領域１２およびドリフト領域１１に複数のゲートトレンチ５を形成する。ゲートトレンチ５は、次のようにして形成できる。
【0053】
まず、ゲートトレンチ５を形成しようとする領域上に開口を有するマスク（図示せず）を形成する。次に、マスクを用いて、ソース領域１３の一部と、ボディ領域１２の一部と、ドリフト領域１１の一部とをエッチングにより除去する。エッチングは、例えば反応性イオンエッチング（reactive ion etching：ＲＩＥ）である。エッチングにより、ゲートトレンチ５を形成しようとする領域に、第１主面１に対してほぼ垂直な側部と、側部と連続的に設けられ、かつ第１主面１とほぼ平行な底部とを有する凹部が形成される。
【0054】
次に、凹部において熱エッチングを行う。熱エッチングは、第１主面１上にマスクが形成された状態で、例えば、少なくとも１種類以上のハロゲン原子を有する反応性ガスを含む雰囲気中での加熱によって行い得る。少なくとも１種類以上のハロゲン原子は、塩素（Ｃｌ）原子およびフッ素（Ｆ）原子の少なくともいずれかを含む。当該雰囲気は、例えば、塩素（Ｃｌ２）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）または四フッ化炭素（ＣＦ４）を含む。例えば、塩素ガスと酸素（Ｏ２）ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度を８００℃以上９００℃以下として、熱エッチングが行われる。なお、反応ガスは、上述した塩素ガスと酸素ガスとに加えて、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、例えば窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスまたはヘリウム（Ｈｅ）ガス等を用いることができる。
【0055】
上記熱エッチングにより、第１主面１にゲートトレンチ５が形成される。ゲートトレンチ５は、ドリフト領域１１からなる底面４と、ソース領域１３およびボディ領域１２を貫通して底面４に連なる側面３とを有する。熱エッチング後に、マスクを第１主面１から除去する。
【0056】
次に、図１３に示されるように、ゲート絶縁膜８１を形成する。例えば炭化珪素基板１０を熱酸化することにより、ソース領域１３と、ボディ領域１２と、ドリフト領域１１と、コンタクト領域１８とに接するゲート絶縁膜８１が形成される。具体的には、炭化珪素基板１０を、酸素を含む雰囲気中において、例えば１３００℃以上１４００℃以下の温度で加熱する。これにより、第１主面１と、側面３と、底面４とに接するゲート絶縁膜８１が形成される。なお、ゲート絶縁膜８１が熱酸化により形成された場合、厳密には、炭化珪素基板１０の一部がゲート絶縁膜８１に取り込まれる。このため、以降の処理では、熱酸化後のゲート絶縁膜８１と炭化珪素基板１０との間の界面に第１主面１、側面３および底面４が若干移動したものとする。
【0057】
次に、一酸化窒素（ＮＯ）ガス雰囲気中において炭化珪素基板１０に対して熱処理（ＮＯアニール）を行ってもよい。ＮＯアニールにおいて、炭化珪素基板１０が、例えば１１００℃以上１４００℃以下の条件下で１時間程度保持される。これにより、ゲート絶縁膜８１とボディ領域１２との界面領域に窒素原子が導入される。その結果、界面領域における界面準位の形成が抑制されることで、チャネル移動度を向上させることができる。
【0058】
次に、図１４に示されるように、ゲート電極８２を形成する。ゲート電極８２は、ゲート絶縁膜８１上に形成される。ゲート電極８２は、例えば減圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ － Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＬＰ－ＣＶＤ）法により形成される。ゲート電極８２は、ソース領域１３と、ボディ領域１２と、ドリフト領域１１との各々に対面するように形成される。
【0059】
次に、図１５に示されるように、ゲート電極８２を覆い、かつゲート絶縁膜８１と接する層間絶縁膜８３を形成する。層間絶縁膜８３は、例えば、ＣＶＤ法により形成される。層間絶縁膜８３は、例えば二酸化珪素を含む材料から構成される。層間絶縁膜８３の一部がゲートトレンチ５の内部に形成されてもよい。次に、層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１のエッチングを行うことで、層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１にコンタクトホール９０を形成する。この結果、ソース領域１３およびコンタクト領域１８の第３領域１８Ａが層間絶縁膜８３およびゲート絶縁膜８１から露出する。
【0060】
次に、図１６に示されるように、層間絶縁膜８３の上面および側面と、ゲート絶縁膜８１の側面とを覆うバリアメタル膜８４を形成する。バリアメタル膜８４は、例えばスパッタリング法による成膜およびＲＩＥにより形成される。バリアメタル膜８４は、例えば窒化チタンを含む材料から構成される。次に、第１主面１においてソース領域１３およびコンタクト領域１８に接するコンタクト電極６１用の金属膜（図示せず）を形成する。コンタクト電極６１用の金属膜は、例えばスパッタリング法により形成される。コンタクト電極６１用の金属膜は、例えばニッケルを含む材料から構成される。次に、合金化アニールを行う。コンタクト電極６１用の金属膜が、例えば９００℃以上１１００℃以下の温度で５分間程度保持される。これにより、コンタクト電極６１用の金属膜の少なくとも一部が、炭化珪素基板１０が含む珪素と反応してシリサイド化する。この結果、ソース領域１３および第３領域１８Ａとオーミック接合するコンタクト電極６１が形成される。コンタクト電極６１が、チタンと、アルミニウムと、シリコンとを含む材料から構成されてもよい。
【0061】
次に、図１７に示されるように、ソース配線６２を形成する。具体的には、コンタクト電極６１およびバリアメタル膜８４を覆うソース配線６２が形成される。ソース配線６２は、例えばスパッタリング法により形成される。ソース配線６２は、例えばアルミニウムまたは銅を含む材料から構成される。ソース配線６２がアルミニウムおよび銅を含む材料から構成されてもよい。例えば、ソース配線６２は、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜である。このようにして、コンタクト電極６１とソース配線６２とを有するソース電極６０が形成される。次に、第２主面２において炭化珪素単結晶基板５０とオーミック接合するドレイン電極７０を形成する。
【0062】
ソース配線６２を覆うパッシベーション膜を形成し、パッシベーション膜に、ソース配線６２の一部が露出する開口部を形成してもよい。パッシベーション膜は、例えばポリイミドを含む材料から構成される。パッシベーション膜は、例えば塗布法により形成される。パッシベーション膜をプラズマＣＶＤ法により形成してもよい。ポリイミドが感光性を備える場合、露光および現像により開口部を形成できる。
【0063】
このようにして、炭化珪素半導体装置１００を製造できる。
【0064】
第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置１００では、ソース領域１３と重なる第２領域２２がｎ型の導電型を有し、コンタクト領域１８と重なる第１領域２１Ａがｐ型の導電型を有する。従って、第１領域２１Ａにおけるｎ型不純物の第１実効濃度が、第２領域２２におけるｎ型不純物の第２実効濃度よりも低い。このため、第１領域２１Ａに代えて第２領域２２が設けられている場合と比較して、コンタクト領域１８と第２主面２との間での、コンタクト領域１８またはボディ領域１２とドリフト領域１１との間のｐｎ接合界面の近傍における電界集中を緩和できる。従って、コンタクト領域１８の内部またはその近傍に高濃度のイオン注入に伴う結晶欠陥が存在しても、電界集中に起因するドレインリークを抑制できる。
【0065】
第１領域２１Ａがｐ型の導電型を有することで、電界集中を緩和しやすい。
【0066】
第１領域２１Ａが電界緩和領域１６に直接接することで、電界集中をより緩和しやすい。
【0067】
接続領域１７がボディ領域１２またはコンタクト領域１８と、第１領域２１Ａと、に直接接することで、コンタクト領域１８と第１領域２１Ａとを互いに導通できる。
【0068】
第１領域２１Ａにおける第１不純物濃度プロファイルが、電界緩和領域１６における第２不純物濃度プロファイルと等しい場合、第１領域２１Ａを電界緩和領域１６と同時に形成できる。
【0069】
炭化珪素半導体装置１００では、オン時に、ソース電極６０とドレイン電極７０との間では、主として、ソース領域１３、ボディ領域１２、ドリフト領域１１、炭化珪素単結晶基板５０の順で電子が移動する。このとき、電子がドリフト領域１１内でコンタクト領域１８またはボディ領域１２と第１領域２１Ａとの間に流れ込むことがある。このような場合でも、電子は、ドリフト領域１１内で第２領域２２まで移動し、更に炭化珪素単結晶基板５０に向けて移動できる。
【0070】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、主として、第２領域の構成の点で第１実施形態と相違する。図１８は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置における電界緩和領域の上端面を含む面の構成を示す図である。図１９から図２１は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。図１９は、図１８中のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿った断面図に相当する。図２０は、図１８中のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面図に相当する。図２１は、図１８中のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面図に相当する。
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、主として、第２領域の構成の点で第１実施形態と相違する。図１８は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置における電界緩和領域の上端面を含む面の構成を示す図である。図１９から図２１は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。図１９は、図１８中のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿った断面図に相当する。図２０は、図１８中のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面図に相当する。図２１は、図１８中のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面図に相当する。
【0071】
第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００では、炭化珪素エピタキシャル層４０は、ドリフト領域１１と、ボディ領域１２と、ソース領域１３と、電界緩和領域１６と、接続領域１７と、コンタクト領域１８と、第１領域２１Ｂとを主に有する。
【0072】
第１領域２１Ｂは、窒素またはリン等のｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を有する。第１領域２１Ｂは、Ｘ軸方向で隣り合う電界緩和領域１６の間に位置する。図１９および図２０に示されるように、電界緩和領域１６と第１領域２１ＢとがＸ軸方向で交互に設けられている。第１領域２１Ｂは電界緩和領域１６に直接接してもよい。第１領域２１Ｂは、第１主面１に垂直な平面視でコンタクト領域１８と重なる。第１主面１に垂直な平面視で、第１領域２１Ｂの一部がコンタクト領域１８からはみ出していてもよい。Ｘ軸方向で隣り合う電界緩和領域１６の間において、第１領域２１Ｂと第２領域２２とがＹ軸方向で交互に設けられていてもよい。
【0073】
第１領域２１Ｂにおけるｎ型不純物の第１実効濃度は、第２領域２２におけるｎ型不純物の第２実効濃度よりも低い。例えば、第１領域２１Ｂにおけるｎ型不純物の実効濃度は１×１０１５ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下であり、第２領域２２におけるｎ型不純物の実効濃度は１×１０１６ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。第１領域２１Ｂは第１半導体領域の一例である。
【0074】
接続領域１７は、コンタクト領域１８と電界緩和領域１６および第１領域２１Ｂとを電気的に接続する。接続領域１７は電界緩和領域１６および第１領域２１Ｂに接する。接続領域１７は、コンタクト領域１８と電界緩和領域１６との間およびコンタクト領域１８と第１領域２１Ｂとの間にある。
【0075】
なお、第１領域２１Ｂにおける深さ方向での不純物濃度プロファイルは一定である必要はない。第１領域２１Ｂにおける不純物濃度プロファイルが一定でない場合、ｎ型不純物の実効濃度の最大値を第１領域２１Ｂにおけるｎ型不純物（第１導電型の不純物）の実効濃度とする。
【0076】
次に、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法について説明する。図２２および図２３は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法を示す断面図である。図２２および図２３は、図１９に示す断面の変化を示す。
【0077】
まず、第１実施形態と同じく、炭化珪素単結晶基板５０を準備し、炭化珪素単結晶基板５０の上に炭化珪素エピタキシャル層４１を形成する（図８参照）。次に、図２２に示されるように、炭化珪素エピタキシャル層４１へのイオン注入を行い、電界緩和領域１６、第１領域２１Ｂおよび第２領域２２（図３および図２１参照）を形成する。電界緩和領域１６を形成するためのイオン注入においては、例えばアルミニウム等のｐ型不純物をイオン注入する。第１領域２１Ｂおよび第２領域２２を形成するためのイオン注入においては、例えばリン等のｎ型不純物をイオン注入する。
【0078】
次に、第１実施形態と同じく、炭化珪素エピタキシャル層４１の上に炭化珪素エピタキシャル層４２を形成する（図１０参照）。次に、図２３に示されるように、炭化珪素エピタキシャル層４２へのイオン注入を行い、ボディ領域１２、ソース領域１３、接続領域１７（図６、図２０および図２１参照）およびコンタクト領域１８を形成する。このようにして、炭化珪素エピタキシャル層４１および４２を含む炭化珪素エピタキシャル層４０が得られ、第１主面１と、第２主面２とを有する炭化珪素基板１０が得られる。
【0079】
その後、第１実施形態と同じく、ゲートトレンチ５の形成以降の処理を行う。
【0080】
このようにして、炭化珪素半導体装置２００を製造できる。
【0081】
第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００では、第１主面１に垂直な平面視で、第１領域２１Ｂがｐ型のコンタクト領域１８と重なり、第１領域２１Ｂにおけるｎ型不純物の第１実効濃度が、第２領域２２におけるｎ型不純物の第２実効濃度よりも低い。このため、第１領域２１Ｂに代えて第２領域２２が設けられている場合と比較して、コンタクト領域１８と第２主面２との間での、コンタクト領域１８またはボディ領域１２とドリフト領域１１との間のｐｎ接合界面の近傍における電界集中を緩和できる。従って、コンタクト領域１８の内部またはその近傍に高濃度のイオン注入に伴う結晶欠陥が存在しても、電界集中に起因するドレインリークを抑制できる。
【0082】
炭化珪素半導体装置１００では、オン時に、ソース電極６０とドレイン電極７０との間では、主として、ソース領域１３、ボディ領域１２、ドリフト領域１１、炭化珪素単結晶基板５０の順で電子が移動する。このとき、電子がドリフト領域１１内でコンタクト領域１８またはボディ領域１２と第１領域２１Ｂとの間に流れ込むことがある。このような場合、電子は、第１領域２１Ｂを通じて炭化珪素単結晶基板５０に向けて移動できる。つまり、第１領域２１Ｂは電流パスとなり得る。従って、第２実施形態によれば、第１実施形態よりもオン抵抗を低減できる。第１領域２１Ｂをドリフト領域１１の一部とみなしてもよい。
【0083】
以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【0084】
１ 第１主面
２ 第２主面
３ 側面
４ 底面
５ ゲートトレンチ
１０ 炭化珪素基板
１１ ドリフト領域
１２ ボディ領域
１３ ソース領域
１６ 電界緩和領域
１７ 接続領域
１８ コンタクト領域
１８Ａ 第３領域
１８Ｂ 第４領域
２１Ａ、２１Ｂ 第１領域
２２ 第２領域
４０、４１、４２ 炭化珪素エピタキシャル層
５０ 炭化珪素単結晶基板
６０ ソース電極
６１ コンタクト電極
６２ ソース配線
７０ ドレイン電極
８１ ゲート絶縁膜
８２ ゲート電極
８３ 層間絶縁膜
８４ バリアメタル膜
９０ コンタクトホール
１００、２００ 炭化珪素半導体装置
Ｌ１ 第１仮想直線
Ｌ２ 第２仮想直線
２ 第２主面
３ 側面
４ 底面
５ ゲートトレンチ
１０ 炭化珪素基板
１１ ドリフト領域
１２ ボディ領域
１３ ソース領域
１６ 電界緩和領域
１７ 接続領域
１８ コンタクト領域
１８Ａ 第３領域
１８Ｂ 第４領域
２１Ａ、２１Ｂ 第１領域
２２ 第２領域
４０、４１、４２ 炭化珪素エピタキシャル層
５０ 炭化珪素単結晶基板
６０ ソース電極
６１ コンタクト電極
６２ ソース配線
７０ ドレイン電極
８１ ゲート絶縁膜
８２ ゲート電極
８３ 層間絶縁膜
８４ バリアメタル膜
９０ コンタクトホール
１００、２００ 炭化珪素半導体装置
Ｌ１ 第１仮想直線
Ｌ２ 第２仮想直線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】