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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】P2024132737
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/336 20060101AFI20240920BHJP
H01L 21/8234 20060101ALI20240920BHJP
H01L 29/78 20060101ALI20240920BHJP
H01L 29/12 20060101ALI20240920BHJP
H01L 29/739 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
H01L29/78 301D
H01L27/088 B
H01L29/78 652J
H01L29/78 652F
H01L29/78 652S
H01L29/78 653A
H01L29/78 652T
H01L29/78 655A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023043639
(22)【出願日】2023-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317011920
【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119035
【弁理士】
【氏名又は名称】池上 徹真
(74)【代理人】
【識別番号】100141036
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 章
(74)【代理人】
【識別番号】100178984
【弁理士】
【氏名又は名称】高下 雅弘
(72)【発明者】
【氏名】古川 大
【テーマコード（参考）】
5F048
5F140
【Ｆターム（参考）】
5F048AC06
5F048AC10
5F048BB06
5F048BB07
5F048BC07
5F048BC12
5F048BD07
5F048BF02
5F048BF06
5F048BF07
5F140AA12
5F140AA30
5F140AB06
5F140AC21
5F140AC23
5F140BA02
5F140BA20
5F140BD04
5F140BD05
5F140BF04
5F140BF42
5F140BF43
5F140BF51
5F140BF52
5F140BH12
5F140BH30
5F140BJ07
5F140BJ08
5F140BJ11
5F140BJ15
5F140BJ17
5F140BJ30
5F140BK13
5F140CA03
5F140CC03
(57)【要約】
【課題】オン抵抗と出力電荷量との積を低減できる半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態の半導体装置は、第１の面と第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の中の第１導電形の第１の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域と第１の面との間の第２導電形の第２の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域と第１の面との間の第１導電形の第３の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート絶縁層と、を備える。第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間の複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間の複数の第３の領域と、を含み、第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態の半導体装置は、第１の面と第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の中の第１導電形の第１の炭化珪素領域と、第１の炭化珪素領域と第１の面との間の第２導電形の第２の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域と第１の面との間の第１導電形の第３の炭化珪素領域と、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート絶縁層と、を備える。第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間の複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間の複数の第３の領域と、を含み、第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられた第１の電極と、
前記炭化珪素層の前記第２の面の側に設けられた第２の電極と、
前記炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備え、
前記第１の炭化珪素領域は、
第１の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含み、
前記第２の領域と前記第３の領域は前記第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、
前記第２の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、半導体装置。
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられた第１の電極と、
前記炭化珪素層の前記第２の面の側に設けられた第２の電極と、
前記炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備え、
前記第１の炭化珪素領域は、
第１の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含み、
前記第２の領域と前記第３の領域は前記第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、
前記第２の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、半導体装置。
【請求項2】
前記第２の炭化珪素領域は、前記第１の方向に延びる、請求項１記載の半導体装置。
【請求項3】
前記ゲート電極は、前記第１の方向に延びる、請求項１記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第２の領域の前記第１の方向の長さは、前記第３の領域の前記第１の方向の長さより長い、請求項１記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第２の領域の前記第１の方向の長さと前記第３の領域の前記第１の方向の長さの和は、前記第２の炭化珪素領域の前記第１の方向に垂直で前記第１の面に平行な第２の方向の長さの０．５倍以上２倍以下である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第３の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、請求項１記載の半導体装置。
【請求項7】
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と離隔する第２導電形の第４の炭化珪素領域を、更に備え、
前記ゲート電極は、前記第４の炭化珪素領域と対向し、
前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、
前記第１の炭化珪素領域は、
前記第１の領域と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第４の炭化珪素領域に接する複数の第４の領域と、
前記第１の領域と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第４の炭化珪素領域に接する複数の第５の領域と、を更に含み、
前記第４の領域と前記第５の領域は前記第１の方向に交互に設けられ、
前記第４の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第５の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、請求項１記載の半導体装置。
前記ゲート電極は、前記第４の炭化珪素領域と対向し、
前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、
前記第１の炭化珪素領域は、
前記第１の領域と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第４の炭化珪素領域に接する複数の第４の領域と、
前記第１の領域と前記第４の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第４の炭化珪素領域に接する複数の第５の領域と、を更に含み、
前記第４の領域と前記第５の領域は前記第１の方向に交互に設けられ、
前記第４の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第５の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、請求項１記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第１の炭化珪素領域は前記第１の面及び前記第２の炭化珪素領域に接する第１の部分を有し、
前記第１の電極は、前記第１の部分に接する、請求項１記載の半導体装置。
前記第１の電極は、前記第１の部分に接する、請求項１記載の半導体装置。
【請求項9】
第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられた第１の電極と、
前記炭化珪素層の前記第２の面の側に設けられた第２の電極と、
前記炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、ゲート絶縁層を介して前記第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、
を備え、
前記第１の炭化珪素領域は、
第１の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含み、
前記第２の領域と前記第３の領域は前記第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、
前記第２の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、半導体装置。
前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられた第１の電極と、
前記炭化珪素層の前記第２の面の側に設けられた第２の電極と、
前記炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、
前記炭化珪素層の中に設けられ、ゲート絶縁層を介して前記第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、
を備え、
前記第１の炭化珪素領域は、
第１の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含み、
前記第２の領域と前記第３の領域は前記第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、
前記第２の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い、半導体装置。
【請求項10】
前記第２の炭化珪素領域は、前記第１の方向に延びる、請求項９記載の半導体装置。
【請求項11】
前記ゲート電極は、前記第１の方向に延びる、請求項９記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイス用の材料として炭化珪素がある。炭化珪素はシリコンと比較して、バンドギャップが約３倍、破壊電界強度が約１０倍、熱伝導率が約３倍と優れた物性を有する。この特性を活用すれば、例えば、高耐圧、低損失かつ高温動作可能なＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を実現することができる。
【0003】
炭化珪素を用いたＭＯＳＦＥＴは、性能を向上させるために、性能指標の一つであるオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減することが望まれる。出力電荷量（Ｑｏｓｓ）は、ＭＯＳＦＥＴのドレインとソース間の容量を充電するための電荷量である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－４７６８３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、オン抵抗と出力電荷量との積を低減でき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の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられた第１の電極と、前記炭化珪素層の前記第２の面の側に設けられた第２の電極と、前記炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第１の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、前記炭化珪素層の中に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と前記第１の面との間に設けられ、前記第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、前記炭化珪素層の前記第１の面の側に設けられ、前記第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、前記ゲート電極と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、を備え、前記第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の炭化珪素領域との間に設けられ、前記第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含み、前記第２の領域と前記第３の領域は前記第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、前記第２の領域の第１導電形不純物濃度は、前記第１の領域の第１導電形不純物濃度及び前記第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。
【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。
【図2】第１の実施形態の模式上面図。
【図3】第１の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図4】第１の比較例の半導体装置の模式断面図。
【図5】第１の実施形態の半導体装置の作用及び効果の説明図。
【図6】第２の比較例の半導体装置の模式断面図。
【図7】第１の実施形態の半導体装置の作用及び効果の説明図。
【図8】第１の実施形態の第１の変形例及び第２の変形例の半導体装置の模式図。
【図9】第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図10】第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図11】第２の実施形態の模式上面図。
【図12】第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図13】第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図14】第２の実施形態の半導体装置の作用及び効果の説明図。
【図15】第３の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図16】第３の実施形態の模式上面図。
【図17】第３の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図18】第４の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【図19】第４の実施形態の模式上面図。
【図20】第４の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する場合がある。
【0009】
また、以下の説明において、ｎ＋、ｎ、ｎ－及び、ｐ＋、ｐ、ｐ－の表記は、各導電形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形不純物濃度が相対的に高く、ｎ－はｎよりもｎ形不純物濃度が相対的に低いことを示す。また、ｐ＋はｐよりもｐ形不純物濃度が相対的に高く、ｐ－はｐよりもｐ形不純物濃度が相対的に低いことを示す。なお、ｎ＋形、ｎ－形を単にｎ形、ｐ＋形、ｐ－形を単にｐ形と記載する場合もある。
【0010】
不純物濃度は、例えば、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により測定することが可能である。また、不純物濃度の相対的な高低は、例えば、ＳＣＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で求められるキャリア濃度の高低から判断することも可能である。また、不純物領域の深さ、厚さなどの距離は、例えば、ＳＩＭＳで求めることが可能である。また。不純物領域の深さ、厚さ、幅、間隔などの距離は、例えば、ＳＣＭ像とＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像との合成画像から求めることが可能である。
【0011】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の半導体装置は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられた第１の電極と、炭化珪素層の第２の面の側に設けられた第２の電極と、炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第２の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられ、第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられ、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート電極と第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、を備える。そして、第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含む。第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な所定の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。
第１の実施形態の半導体装置は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられた第１の電極と、炭化珪素層の第２の面の側に設けられた第２の電極と、炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第２の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられ、第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられ、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート電極と第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、を備える。そして、第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含む。第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な所定の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。
【0012】
図１（ａ）、図１（ｂ）は、第１の実施形態の半導体装置の模式断面図である。図２は、第１の実施形態の模式上面図である。図２は、ゲート電極のパターンと、炭化珪素層表面の炭化珪素領域のパターンとを重ねた図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、第１の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【0013】
図１（ａ）は、図２及び図３（ｂ）のＡＡ’断面である。図１（ｂ）は、図２及び図３（ｂ）のＢＢ’断面である。図３（ａ）は、図１（ａ）、図１（ｂ）のｐｙ面の断面図である。図３（ｂ）は、図１（ａ）、図１（ｂ）のｐｘ面の断面図である。
【0014】
第１の実施形態の半導体装置は、炭化珪素を用いたプレーナゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ１００である。第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００は、例えば、ボディ領域とソース領域をイオン注入で形成する、Ｄｏｕｂｌｅ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ＭＯＳＦＥＴ（ＤＩＭＯＳＦＥＴ）である。
【0015】
以下、第１導電形がｎ形、第２導電形がｐ形である場合を例に説明する。ＭＯＳＦＥＴ１００は、電子をキャリアとする縦型のｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
【0016】
ＭＯＳＦＥＴ１００は、炭化珪素層１０、ソース電極１２、ドレイン電極１４、ゲート絶縁層１６、ゲート電極１８、層間絶縁層２０を備える。ソース電極１２は、第１の電極の一例である。ドレイン電極１４は、第２の電極の一例である。
【0017】
炭化珪素層１０の中には、ｎ＋形のドレイン領域２２、ｎ－形のドリフト領域２４、ｐ形の第１のボディ領域２６ａ、ｐ形の第２のボディ領域２６ｂ、ｎ＋形のソース領域２８、ｐ＋形のボディコンタクト領域３０が設けられる。ドリフト領域２４は、第１の炭化珪素領域の一例である。第１のボディ領域２６ａは、第２の炭化珪素領域の一例である。第２のボディ領域２６ｂは、第４の炭化珪素領域の一例である。ソース領域２８は、第３の炭化珪素領域の一例である。
【0018】
ドリフト領域２４は、主領域２４ａ、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含む。主領域２４ａは、第１の領域の一例である。第１の高濃度領域２４ｂは、第２の領域の一例である。第１の低濃度領域２４ｃは、第３の領域の一例である。第２の高濃度領域２４ｄは、第４の領域の一例である。第２の低濃度領域２４ｅは、第５の領域の一例である。
【0019】
炭化珪素層１０は、ソース電極１２とドレイン電極１４との間に設けられる。炭化珪素層１０は、ゲート電極１８とドレイン電極１４との間に設けられる。炭化珪素層１０は、単結晶のＳｉＣである。炭化珪素層１０は、例えば、４Ｈ－ＳｉＣである。
【0020】
炭化珪素層１０は、第１の面（図１中“Ｐ１”）と第２の面（図１中“Ｐ２”）とを備える。以下、第１の面を表面、第２の面を裏面と称する場合がある。なお、以下、「深さ」とは、第１の面を基準とする深さを意味する。
【0021】
第１の面Ｐ１は、例えば、（０００１）面に対し０度以上８度以下傾斜した面である。また、第２の面Ｐ２は、例えば、（０００－１）面に対し０度以上８度以下傾斜した面である。（０００１）面はシリコン面と称される。（０００－１）面はカーボン面と称される。
【0022】
ｎ＋形のドレイン領域２２は、炭化珪素層１０の裏面側に設けられる。ドレイン領域２２は、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。ドレイン領域２２のｎ形不純物濃度は、例えば、１×１０１８ｃｍ－３以上１×１０２１ｃｍ－３以下である。
【0023】
ｎ－形のドリフト領域２４は、ドレイン領域２２と第１の面Ｐ１との間に設けられる。ドリフト領域２４は、ソース電極１２とドレイン電極１４との間に設けられる。ドリフト領域２４は、ゲート電極１８とドレイン電極１４との間に設けられる。
【0024】
ドリフト領域２４は、ドレイン領域２２上に設けられる。ドリフト領域２４は、例えば、ドレイン領域２２の上にエピタキシャル成長法を用いて形成された領域である。
【0025】
ドリフト領域２４は、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。ドリフト領域２４のｎ形不純物濃度は、ドレイン領域２２のｎ形不純物濃度よりも低い。ドリフト領域２４のｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。ドリフト領域２４の厚さは、例えば、５μｍ以上１５０μｍ以下である。
【0026】
ｐ形の第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは、ドリフト領域２４と第１の面Ｐ１との間に設けられる。第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは離隔している。
【0027】
第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは、第１の面Ｐ１に平行な第１の方向に延びる。第２のボディ領域２６ｂは、第１のボディ領域２６ａに対し、第１の面Ｐ１に平行で第１の方向に直交する第２の方向に設けられる。
【0028】
第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは、ＭＯＳＦＥＴ１００のチャネル領域として機能する。
【0029】
第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）をｐ形不純物として含む。第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂのｐ形不純物濃度は、例えば、１×１０１７ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0030】
第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの深さは、例えば、０．３μｍ以上１．５μｍ以下である。
【0031】
第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂは、ソース電極１２の電位に固定される。
【0032】
ｎ＋形のソース領域２８は、第１のボディ領域２６ａと第１の面Ｐ１との間に設けられる。ｎ＋形のソース領域２８は、第２のボディ領域２６ｂと第１の面Ｐ１との間に設けられる。
【0033】
ソース領域２８は、例えば、リン（Ｐ）をｎ形不純物として含む。ソース領域２８のｎ形不純物濃度は、ドリフト領域２４のｎ形不純物濃度よりも高い。
【0034】
ソース領域２８のｎ形不純物濃度は、例えば、１×１０１９ｃｍ－３以上１×１０２１ｃｍ－３以下である。ソース領域２８の深さは、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの深さよりも浅く、例えば、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。
【0035】
ソース領域２８は、ソース電極１２に接する。ソース領域２８とソース電極１２との間の接合は、例えば、オーミック接合である。
【0036】
ソース領域２８は、ソース電極１２の電位に固定される。
【0037】
ｐ＋形のボディコンタクト領域３０は、第１のボディ領域２６ａと第１の面Ｐ１との間に設けられる。ｐ＋形のボディコンタクト領域３０は、第２のボディ領域２６ｂと第１の面Ｐ１との間に設けられる。
【0038】
ボディコンタクト領域３０のｐ形不純物濃度は、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂのｐ形不純物濃度よりも高い。
【0039】
ボディコンタクト領域３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）をｐ形不純物として含む。ボディコンタクト領域３０のｐ形不純物濃度は、例えば、５×１０１９ｃｍ－３以上１×１０２１ｃｍ－３以下である。
【0040】
ボディコンタクト領域３０の深さは、例えば、０．３μｍ以上０．６μｍ以下である。
【0041】
ボディコンタクト領域３０は、ソース電極１２に接する。
【0042】
ゲート電極１８は、炭化珪素層１０の第１の面Ｐ１の側に設けられる。図２に示すように、ゲート電極１８は、第１の面Ｐ１に平行な第１の方向に延びる。ゲート電極１８は、第１の面Ｐ１に平行で第１の方向に直交する第２の方向に複数本、互いに平行に配置される。ゲート電極１８は、第１の面Ｐ１の上でストライプパターンを有する。
【0043】
ゲート電極１８は、導電層である。ゲート電極１８は、例えば、ｐ形不純物又はｎ形不純物を含む多結晶質シリコンである。
【0044】
ゲート電極１８は、例えば、第１のボディ領域２６ａの第１の面Ｐ１に接する部分と対向する。ゲート電極１８は、例えば、第２のボディ領域２６ｂの第１の面Ｐ１に接する部分と対向する。
【0045】
ゲート絶縁層１６は、ゲート電極１８と、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂとの間に設けられる。ゲート絶縁層１６は、ゲート電極１８と、ドリフト領域２４との間に設けられる。
【0046】
ゲート絶縁層１６は、例えば、酸化シリコンである。ゲート絶縁層１６には、例えば、Ｈｉｇｈ－ｋ絶縁材料（高誘電率絶縁材料）が適用可能である。
【0047】
層間絶縁層２０は、ゲート電極１８上及び炭化珪素層１０上に設けられる。層間絶縁層２０は、例えば、酸化シリコンである。
【0048】
ソース電極１２は、ソース領域２８に接する。ソース電極１２は、ボディコンタクト領域３０に接する。
【0049】
ソース電極１２は、金属を含む。ソース電極１２を形成する金属は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の積層構造である。ソース電極１２のソース領域に接する部分は、例えば、金属シリサイドである。金属シリサイドは、例えば、チタンシリサイド又はニッケルシリサイドである。
【0050】
ドレイン電極１４は、炭化珪素層１０の裏面上に設けられる。ドレイン電極１４は、ドレイン領域２２に接する。
【0051】
ドレイン電極１４は、例えば、金属又は金属半導体化合物である。ドレイン電極１４は、例えば、ニッケルシリサイド、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、及び、金（Ａｕ）から成る群から選ばれる少なくとも一つの材料を含む。
【0052】
ドリフト領域２４は、ｎ－形の主領域２４ａ、複数のｎ形の第１の高濃度領域２４ｂ、複数のｎ－形の第１の低濃度領域２４ｃ、複数のｎ形の第２の高濃度領域２４ｄ、複数のｎ－形の第２の低濃度領域２４ｅを含む。
【0053】
主領域２４ａは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。主領域２４ａのｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下である。
【0054】
複数の第１の高濃度領域２４ｂは、主領域２４ａと第１のボディ領域２６ａとの間に設けられる。複数の第１の高濃度領域２４ｂは、第１のボディ領域２６ａに接する。複数の第１の高濃度領域２４ｂは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0055】
複数の第１の低濃度領域２４ｃは、主領域２４ａと第１のボディ領域２６ａとの間に設けられる。複数の第１の低濃度領域２４ｃは、第１のボディ領域２６ａに接する。複数の第１の低濃度領域２４ｃは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0056】
図３（ａ）に示すように、第１のボディ領域２６ａは、第１の方向に延びる。図３（ｂ）に示すように、第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃは、第１の方向に交互に設けられる。１つの第１の低濃度領域２４ｃは、第１の方向において、２つの第１の高濃度領域２４ｂに挟まれる。第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃは接する。
【0057】
第１の高濃度領域２４ｂは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第１の高濃度領域２４ｂのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。また、第１の高濃度領域２４ｂのｎ形不純物濃度は、第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度より高い。
【0058】
第１の高濃度領域２４ｂのｎ形不純物濃度は、例えば、５×１０１６ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0059】
第１の低濃度領域２４ｃは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度以上である。第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度は、例えば、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。
【0060】
第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下である。
【0061】
【0062】
第１の高濃度領域２４ｂの第１の方向の長さｄ２と第１の低濃度領域２４ｃの第１の方向の長さｄ３の和は、例えば、第１のボディ領域２６ａの第２の方向の長さ（図３（ａ）中のｄ１）の０．５倍以上２倍以下である。言い換えれば、第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃの繰り返しピッチ（図３（ｂ）中のｄｘ）は、例えば、第１のボディ領域２６ａの第２の方向の長さｄ１の０．５倍以上２倍以下である。
【0063】
【0064】
【0065】
第１の面Ｐ１から第２の面Ｐ２に向かう方向の、第１の高濃度領域２４ｂの第１のボディ領域２６ａと主領域２４ａとの間の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１μｍ以下である。第１の面Ｐ１から第２の面Ｐ２に向かう方向の、第１の低濃度領域２４ｃの第１のボディ領域２６ａと主領域２４ａとの間の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１μｍ以下である。
【0066】
複数の第２の高濃度領域２４ｄは、主領域２４ａと第２のボディ領域２６ｂとの間に設けられる。複数の第２の高濃度領域２４ｄは、第２のボディ領域２６ｂに接する。複数の第２の高濃度領域２４ｄは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0067】
複数の第２の低濃度領域２４ｅは、主領域２４ａと第２のボディ領域２６ｂとの間に設けられる。複数の第２の低濃度領域２４ｅは、第２のボディ領域２６ｂに接する。複数の第２の低濃度領域２４ｅは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0068】
図３（ａ）に示すように、第２のボディ領域２６ｂは、第１の方向に延びる。図３（ｂ）に示すように、第２の高濃度領域２４ｄと第２の低濃度領域２４ｅは、第１の方向に交互に設けられる。１つの第２の低濃度領域２４ｅは、第１の方向において、２つの第２の高濃度領域２４ｄに挟まれる。第２の高濃度領域２４ｄと第２の低濃度領域２４ｅは接する。
【0069】
図３（ｂ）に示すように、第１の高濃度領域２４ｂは、第２の高濃度領域２４ｄの第２の方向に設けられる。また、第１の低濃度領域２４ｃは第２の低濃度領域２４ｅの第２の方向に設けられる。
【0070】
第２の高濃度領域２４ｄは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第２の高濃度領域２４ｄのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。また、第２の高濃度領域２４ｄのｎ形不純物濃度は、第２の低濃度領域２４ｅのｎ形不純物濃度より高い。また、第２の高濃度領域２４ｄのｎ形不純物濃度は、例えば、第１の高濃度領域２４ｂのｎ形不純物濃度と等しい。
【0071】
第２の高濃度領域２４ｄのｎ形不純物濃度は、例えば、５×１０１６ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0072】
第２の低濃度領域２４ｅは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第２の低濃度領域２４ｅのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度以上である。第２の低濃度領域２４ｅのｎ形不純物濃度は、例えば、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。また、第２の低濃度領域２４ｅのｎ形不純物濃度は、例えば、第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度と等しい。
【0073】
第２の低濃度領域２４ｅのｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下である。
【0074】
第２の高濃度領域２４ｄの第１の方向の長さは、例えば、第２の低濃度領域２４ｅの第１の方向の長さと等しい。
【0075】
第２の高濃度領域２４ｄの第１の方向の長さと第２の低濃度領域２４ｅの第１の方向の長さの和は、例えば、第２のボディ領域２６ｂの第２の方向の長さの０．５倍以上２倍以下である。言い換えれば、第２の高濃度領域２４ｄと第２の低濃度領域２４ｅの繰り返しピッチは、例えば、第２のボディ領域２６ｂの第２の方向の長さｄ１の０．５倍以上２倍以下である。
【0076】
第２の高濃度領域２４ｄの第２の方向の長さは、例えば、第２のボディ領域２６ｂの第２の方向の長さの０．８倍以上１．２倍以下である。
【0077】
第２の低濃度領域２４ｅの第２の方向の長さは、例えば、第２のボディ領域２６ｂの第２の方向の長さの０．８倍以上１．２倍以下である。
【0078】
第１の面Ｐ１から第２の面Ｐ２に向かう方向の、第２の高濃度領域２４ｄの第２のボディ領域２６ｂと主領域２４ａとの間の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１μｍ以下である。第１の面Ｐ１から第２の面Ｐ２に向かう方向の、第２の低濃度領域２４ｅの第２のボディ領域２６ｂと主領域２４ａとの間の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１μｍ以下である。
【0079】
次に、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００の作用及び効果について説明する。
【0080】
炭化珪素を用いたＭＯＳＦＥＴは、性能を向上させるために、性能指標の一つであるオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減することが望まれる。出力電荷量（Ｑｏｓｓ）は、ＭＯＳＦＥＴのドレインとソース間の容量を充電するための電荷量である。
【0081】
図４（ａ）、図４（ｂ）は、第１の比較例の半導体装置の模式断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のｐｘ面の断面図である。図４（ａ）は、第１の実施形態の図１（ａ）に対応する図である。図４（ｂ）は、第１の実施形態の図３（ｂ）に対応する図である。
【0082】
第１の比較例の半導体装置は、炭化珪素を用いたプレーナゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ９０１である。第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１は、ＤＩＭＯＳＦＥＴである。
【0083】
第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１は、ドリフト領域２４が、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、及び、第２の低濃度領域２４ｅを含まない点で、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と異なる。
【0084】
【0085】
図５は、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１に流れるオン電流の経路を示す図である。第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１では、オン電流はゲート電極１８直下に集中し、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの直下ではオン電流が広がりにくい。したがって、ＭＯＳＦＥＴ９０１のオン抵抗の低減が困難である。
【0086】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、第２の比較例の半導体装置の模式断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のｐｘ面の断面図である。図６（ａ）は、第１の実施形態の図１（ａ）に対応する図である。図６（ｂ）は、第１の実施形態の図３（ｂ）に対応する図である。
【0087】
第２の比較例の半導体装置は、炭化珪素を用いたプレーナゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ９０２である。第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、ＤＩＭＯＳＦＥＴである。
【0088】
第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、ドリフト領域２４が、第１の低濃度領域２４ｃ、及び、第２の低濃度領域２４ｅを含まず、第１の高濃度領域２４ｂ及び第２の高濃度領域２４ｄが第１の方向に延びる点で、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と異なる。
【0089】
【0090】
図７は、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２に流れるオン電流の経路を示す図である。第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２では、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの直下に、ｎ形不純物濃度が高く電気抵抗の低い第１の高濃度領域２４ｂ及び第２の高濃度領域２４ｄが設けられる。このため、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの直下でオン電流が広がりやすい。このため、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、ＭＯＳＦＥＴ９０２のオン抵抗（Ｒｏｎ）の低減が可能となる。
【0091】
第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂの直下に、ｎ形不純物濃度が高い第１の高濃度領域２４ｂ及び第２の高濃度領域２４ｄが設けられる。このため、ＭＯＳＦＥＴ９０２のオフ動作時に、第１のボディ領域２６ａ及び第２のボディ領域２６ｂからドリフト領域２４への空乏層が、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて伸びにくくなる。
【0092】
このため、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、ドレインとソース間の容量を充電するための電荷量である出力電荷量（Ｑｏｓｓ）が増加する。したがって、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、オン抵抗（Ｒｏｎ）は低減するが、出力電荷量（Ｑｏｓｓ）が増加する。よって、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２は、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、必ずしも、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）は低減しない。
【0093】
第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００は、第１のボディ領域２６ａの直下に、第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃが交互に設けられる。主領域２４ａよりｎ形不純物濃度の高い第１の高濃度領域２４ｂが設けられることで、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１と比べて、ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗（Ｒｏｎ）が低減する。また、第１の高濃度領域２４ｂよりｎ形不純物濃度の低い第１の低濃度領域２４ｃが設けられることで、例えば、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２と比べて、ＭＯＳＦＥＴ１００のオフ動作時に第１のボディ領域２６ａからドリフト領域２４へ空乏層が伸びやすくなり、出力電荷量（Ｑｏｓｓ）が低減する。
【0094】
さらに、例えば、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１及び第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２と比べて、ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減する。ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減するのは、以下のように考えられる。
【0095】
第１のボディ領域２６ａの直下の電気抵抗の比較的低いｎ形の第１の高濃度領域２４ｂは、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００のように分割して設けても、第２の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０２のように分割しない場合と比べて、オン電流の広がり促進効果が大きく低減しないためと考えられる。また、第１のボディ領域２６ａの直下に分割して設けられたｎ型不純物濃度の低い第１の低濃度領域２４ｃは、空乏層の伸びを促進する効果を有するため、第１の比較例のＭＯＳＦＥＴ９０１のように、第１の高濃度領域２４ｂがない場合と比べても、出力電荷量（Ｑｏｓｓ）が大きく増加しないためと考えられる。
【0096】
第２のボディ領域２６ｂの直下に設けられた第２の高濃度領域２４ｄ及び第２の低濃度領域２４ｅも、第１の高濃度領域２４ｂ及び第１の低濃度領域２４ｃと同様の作用により、ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減させる。
【0097】
以上のように、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００によれば、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減する。
【0098】
第１の高濃度領域２４ｂの第１の方向の長さｄ２と第１の低濃度領域２４ｃの第１の方向の長さｄ３の和（ｄｘ）は、第１のボディ領域２６ａの第２の方向の長さ（図３（ａ）中のｄ１）の０．５倍以上２倍以下であることが好ましい。上記範囲が充足されることにより、更に、ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減される。
【0099】
第１の高濃度領域２４ｂの第２の方向の長さ（図３（ｂ）中のｄ４）は、第１のボディ領域２６ａの第２の方向の長さ（図３（ａ）中のｄ１）の０．８倍以上１．２倍以下であることが好ましい。上記範囲が充足されることにより、更に、ＭＯＳＦＥＴ１００のオン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減される。
【0100】
【0101】
第１の実施形態の第１の変形例の半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴ１０１である。第１の変形例のＭＯＳＦＥＴ１０１は、第１の高濃度領域２４ｂの第１の方向の長さ（図８（ａ）中のｄ２）が、第１の低濃度領域２４ｃの第１の方向の長さ（図８（ａ）中のｄ３）よりも長い点で、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と異なる。
【0102】
第１の変形例のＭＯＳＦＥＴ１０１によれば、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と同様、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減される。また、第１の高濃度領域２４ｂの第１の方向の長さ（図８（ａ）中のｄ２）が、第１の低濃度領域２４ｃの第１の方向の長さ（図８（ａ）中のｄ３）よりも長いことで、オン抵抗が更に低減する。
【0103】
【0104】
第１の実施形態の第２の変形例の半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴ１０２である。第２の変形例のＭＯＳＦＥＴ１０２は、第１の高濃度領域２４ｂが第２の低濃度領域２４ｅの第２の方向に設けられ、第１の低濃度領域２４ｃが第２の高濃度領域２４ｄの第２の方向に設けられる点で、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と異なる。
【0105】
第２の変形例のＭＯＳＦＥＴ１０２によれば、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と同様、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減される。また、第１の高濃度領域２４ｂが第２の低濃度領域２４ｅの第２の方向に設けられ、第１の低濃度領域２４ｃが第２の高濃度領域２４ｄの第２の方向に設けられることで、例えば、オン電流の流れる領域がチップ内で均質化される。よって、例えば、ＭＯＳＦＥＴ１０２の動作特性が安定する。
【0106】
以上、第１の実施形態及び変形例によれば、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減できる半導体装置が実現できる。
【0107】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の半導体装置は、第１の炭化珪素領域は第１の面及び第２の炭化珪素領域に接する第１の部分を有し、第１の電極は、第１の部分に接する点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第２の実施形態の半導体装置は、第１の炭化珪素領域は第１の面及び第２の炭化珪素領域に接する第１の部分を有し、第１の電極は、第１の部分に接する点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
【0108】
図９、図１０は、第２の実施形態の半導体装置の模式断面図である。図１１は、第２の実施形態の模式上面図である。図１１は、ゲート電極のパターンと、炭化珪素層表面の炭化珪素領域のパターンとを重ねた図である。図１２、図１３は、第２の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【0109】
【0110】
第２の実施形態の半導体装置は、炭化珪素を用いたプレーナゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ２００である。第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００は、例えば、ボディ領域とソース領域をイオン注入で形成するＤＩＭＯＳＦＥＴである。また、第２の実施形態の半導体装置は、内蔵ダイオードとしてＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を備える。第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００は、内蔵ダイオードとしてＳＢＤを備える点で、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と異なる。
【0111】
以下、第１導電形がｎ形、第２導電形がｐ形である場合を例に説明する。ＭＯＳＦＥＴ２００は、電子をキャリアとする縦型のｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
【0112】
ＭＯＳＦＥＴ２００は、炭化珪素層１０、ソース電極１２、ドレイン電極１４、ゲート絶縁層１６、ゲート電極１８、層間絶縁層２０を備える。ソース電極１２は、第１の電極の一例である。ドレイン電極１４は、第２の電極の一例である。
【0113】
炭化珪素層１０の中には、ｎ＋形のドレイン領域２２、ｎ－形のドリフト領域２４、ｐ形の第１のボディ領域２６ａ、ｐ形の第２のボディ領域２６ｂ、ｐ形の第３のボディ領域２６ｃ、ｎ＋形のソース領域２８、ｐ＋形のボディコンタクト領域３０が設けられる。ドリフト領域２４は、第１の炭化珪素領域の一例である。第１のボディ領域２６ａは、第２の炭化珪素領域の一例である。第２のボディ領域２６ｂは、第４の炭化珪素領域の一例である。ソース領域２８は、第３の炭化珪素領域の一例である。
【0114】
ドリフト領域２４は、主領域２４ａ、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅ、第３の高濃度領域２４ｆ、第３の低濃度領域２４ｇを含む。主領域２４ａは、第１の領域の一例である。第１の高濃度領域２４ｂは、第２の領域の一例である。第１の低濃度領域２４ｃは、第３の領域の一例である。第２の高濃度領域２４ｄは、第４の領域の一例である。第２の低濃度領域２４ｅは、第５の領域の一例である。
【0115】
ｐ形の第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、ドリフト領域２４と第１の面Ｐ１との間に設けられる。第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、それぞれ離隔している。
【0116】
第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、第１の面Ｐ１に平行な第１の方向に延びる。第２のボディ領域２６ｂ及び第３のボディ領域２６ｃは、第１のボディ領域２６ａに対し、第１の面Ｐ１に平行で第１の方向に直交する第２の方向に設けられる。第１のボディ領域２６ａは、第２のボディ領域２６ｂと第３のボディ領域２６ｃの間に設けられる。
【0117】
第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、ＭＯＳＦＥＴ２００のチャネル領域として機能する。
【0118】
第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）をｐ形不純物として含む。第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃのｐ形不純物濃度は、例えば、１×１０１７ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0119】
第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃの深さは、例えば、０．３μｍ以上０．８μｍ以下である。
【0120】
第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、第３のボディ領域２６ｃは、ソース電極１２の電位に固定される。
【0121】
ｎ－形のドリフト領域２４は、ドレイン領域２２と第１の面Ｐ１との間に設けられる。ｎ－形のドリフト領域２４は、第１の部分２４ｘを含む。第１の部分２４ｘは、例えば、主領域２４ａの一部である。
【0122】
第１の部分２４ｘは、第１の面Ｐ１に接する。第１の部分２４ｘは、第１のボディ領域２６ａと第３のボディ領域２６ｃとの間に設けられる。第１の部分２４ｘは、第１のボディ領域２６ａ、及び、第３のボディ領域２６ｃに接する。
【0123】
ソース電極１２は、ソース領域２８に接する。ソース電極１２は、ボディコンタクト領域３０に接する。
【0124】
ソース電極１２は、ドリフト領域２４の第１の部分２４ｘに接する。ソース電極１２は、第１の部分２４ｘに隣接する第１のボディ領域２６ａに接する。ソース電極１２は、第１の部分２４ｘに隣接する第３のボディ領域２６ｃに接する。
【0125】
ソース電極１２は、金属を含む。ソース電極１２を形成する金属は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の積層構造である。ソース電極１２のソース領域２８に接する部分は、例えば、金属シリサイドである。金属シリサイドは、例えば、チタンシリサイド又はニッケルシリサイドである。ソース電極１２の第１の部分２４ｘに接する部分には、例えば、金属シリサイドが設けられない。
【0126】
第１の部分２４ｘとソース電極１２との間の接合は、ショットキー接合である。
【0127】
ソース電極１２、第１の部分２４ｘ、主領域２４ａ、ドレイン領域２２、及びドレイン電極１４が、ＳＢＤを構成する。ソース電極１２がＳＢＤのアノード電極、ドレイン電極１４がＳＢＤのカソード電極として機能する。
【0128】
ドリフト領域２４は、ｎ－形の主領域２４ａ、複数のｎ形の第１の高濃度領域２４ｂ、複数のｎ－形の第１の低濃度領域２４ｃ、複数のｎ形の第２の高濃度領域２４ｄ、複数のｎ－形の第２の低濃度領域２４ｅ、複数のｎ形の第３の高濃度領域２４ｆ、複数のｎ－形の第３の低濃度領域２４ｇを含む。
【0129】
主領域２４ａは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。主領域２４ａのｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下である。
【0130】
複数の第３の高濃度領域２４ｆは、主領域２４ａと第３のボディ領域２６ｃとの間に設けられる。複数の第３の高濃度領域２４ｆは、第３のボディ領域２６ｃに接する。複数の第３の高濃度領域２４ｆは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0131】
複数の第３の低濃度領域２４ｇは、主領域２４ａと第３のボディ領域２６ｃとの間に設けられる。複数の第３の低濃度領域２４ｇは、第３のボディ領域２６ｃに接する。第３の低濃度領域２４ｇは、例えば、主領域２４ａに接する。
【0132】
図１２に示すように、第３のボディ領域２６ｃは、第１の方向に延びる。図１３に示すように、第３の高濃度領域２４ｆと第３の低濃度領域２４ｇは、第１の方向に交互に設けられる。１つの第３の低濃度領域２４ｇは、第１の方向において、２つの第３の高濃度領域２４ｆに挟まれる。第３の高濃度領域２４ｆと第３の低濃度領域２４ｇは接する。
【0133】
第３の高濃度領域２４ｆは、第１の高濃度領域２４ｂの第２の方向に設けられる。第３の低濃度領域２４ｇは、第１の低濃度領域２４ｃの第２の方向に設けられる。
【0134】
第３の高濃度領域２４ｆは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第３の高濃度領域２４ｆのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。また、第３の高濃度領域２４ｆのｎ形不純物濃度は、第３の低濃度領域２４ｇのｎ形不純物濃度より高い。また、第３の高濃度領域２４ｆのｎ形不純物濃度は、例えば、第１の高濃度領域２４ｂのｎ形不純物濃度と等しい。
【0135】
第３の高濃度領域２４ｆのｎ形不純物濃度は、例えば、５×１０１６ｃｍ－３以上１×１０１８ｃｍ－３以下である。
【0136】
第３の低濃度領域２４ｇは、例えば、窒素（Ｎ）をｎ形不純物として含む。第３の低濃度領域２４ｇのｎ形不純物濃度は、主領域２４ａのｎ形不純物濃度以上である。第３の低濃度領域２４ｇのｎ形不純物濃度は、例えば、主領域２４ａのｎ形不純物濃度より高い。また、第３の低濃度領域２４ｇのｎ形不純物濃度は、例えば、第１の低濃度領域２４ｃのｎ形不純物濃度と等しい。
【0137】
第３の低濃度領域２４ｇのｎ形不純物濃度は、例えば、４×１０１４ｃｍ－３以上１×１０１７ｃｍ－３以下である。
【0138】
次に、第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００の作用及び効果について説明する。
【0139】
第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００は、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と同様、ドリフト領域２４が、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含むことにより、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減する。
【0140】
【0141】
図１４は、第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００のＳＢＤに流れるオン電流の経路を示す図である。第２の実施形態のＭＯＳＦＥＴ２００では、第１のボディ領域２６ａ及び第３のボディ領域２６ｃの直下に、ｎ形不純物濃度が高く電気抵抗の低い第１の高濃度領域２４ｂ及び第３の高濃度領域２４ｆが設けられる。このため、第１のボディ領域２６ａ及び第３のボディ領域２６ｃの直下でＳＢＤのオン電流が広がりやすい。したがって、ＭＯＳＦＥＴ２００に内蔵されるＳＢＤのオン電流を増加させることが可能となる。
【0142】
以上、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減できる半導体装置が実現できる。また、内蔵されるＳＢＤのオン電流を増加させることが可能となる。
【0143】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の半導体装置は、ゲート電極のパターンが格子形状である点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第３の実施形態の半導体装置は、ゲート電極のパターンが格子形状である点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
【0144】
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、第３の実施形態の半導体装置の模式断面図である。図１６は、第３の実施形態の模式上面図である。図１６は、ゲート電極のパターンと、炭化珪素層表面の炭化珪素領域のパターンとを重ねた図である。図１７（ａ）、図１７（ｂ）は、第３の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【0145】
図１５（ａ）は、図１６及び図１７（ｂ）のＥＥ’断面である。図１５（ｂ）は、図１６及び図１７（ｂ）のＦＦ’断面である。図１７（ａ）は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）のｐｙ面の断面図である。図１７（ｂ）は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）のｐｘ面の断面図である。
【0146】
第３の実施形態の半導体装置は、炭化珪素を用いたプレーナゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ３００である。第３の実施形態のＭＯＳＦＥＴ３００は、例えば、ボディ領域とソース領域をイオン注入で形成する、ＤＩＭＯＳＦＥＴである。
【0147】
以下、第１導電形がｎ形、第２導電形がｐ形である場合を例に説明する。ＭＯＳＦＥＴ３００は、電子をキャリアとする縦型のｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
【0148】
ＭＯＳＦＥＴ３００は、炭化珪素層１０、ソース電極１２、ドレイン電極１４、ゲート絶縁層１６、ゲート電極１８、層間絶縁層２０を備える。ソース電極１２は、第１の電極の一例である。ドレイン電極１４は、第２の電極の一例である。
【0149】
炭化珪素層１０の中には、ｎ＋形のドレイン領域２２、ｎ－形のドリフト領域２４、ｐ形の第１のボディ領域２６ａ、ｐ形の第２のボディ領域２６ｂ、ｎ＋形のソース領域２８、ｐ＋形のボディコンタクト領域３０が設けられる。ドリフト領域２４は、第１の炭化珪素領域の一例である。第１のボディ領域２６ａは、第２の炭化珪素領域の一例である。第２のボディ領域２６ｂは、第４の炭化珪素領域の一例である。ソース領域２８は、第３の炭化珪素領域の一例である。
【0150】
ドリフト領域２４は、主領域２４ａ、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含む。主領域２４ａは、第１の領域の一例である。第１の高濃度領域２４ｂは、第２の領域の一例である。第１の低濃度領域２４ｃは、第３の領域の一例である。第２の高濃度領域２４ｄは、第４の領域の一例である。第２の低濃度領域２４ｅは、第５の領域の一例である。
【0151】
【0152】
図１７（ｂ）に示すように、第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃは、第１のボディ領域２６ａの直下において、第１の方向に交互に設けられる。また、第２の高濃度領域２４ｄと第２の低濃度領域２４ｅは、第２のボディ領域２６ｂの直下において、第１の方向に交互に設けられる。
【0153】
第３の実施形態のＭＯＳＦＥＴ３００は、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と同様、ドリフト領域２４が、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含むことにより、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減する。
【0154】
以上、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減できる半導体装置が実現できる。
【0155】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の半導体装置は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられた第１の電極と、炭化珪素層の第２の面の側に設けられた第２の電極と、炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第２の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられ、第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域、第２の炭化珪素領域、及び第３の炭化珪素領域に接するトレンチと、トレンチの中に設けられ、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート電極と第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、を備る。そして、第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ、第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含む。第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。第４の実施形態の半導体装置は、トレンチゲート構造である点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第４の実施形態の半導体装置は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する炭化珪素層と、炭化珪素層の第１の面の側に設けられた第１の電極と、炭化珪素層の第２の面の側に設けられた第２の電極と、炭化珪素層の中に設けられた第１導電形の第１の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられた第２導電形の第２の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第２の炭化珪素領域と第１の面との間に設けられ、第１の電極と接する第１導電形の第３の炭化珪素領域と、炭化珪素層の中に設けられ、第１の炭化珪素領域、第２の炭化珪素領域、及び第３の炭化珪素領域に接するトレンチと、トレンチの中に設けられ、第２の炭化珪素領域と対向するゲート電極と、ゲート電極と第２の炭化珪素領域との間に設けられたゲート絶縁層と、を備る。そして、第１の炭化珪素領域は、第１の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ第２の炭化珪素領域に接する複数の第２の領域と、第１の領域と第２の炭化珪素領域との間に設けられ、第２の炭化珪素領域に接する複数の第３の領域と、を含む。第２の領域と第３の領域は第１の面に平行な第１の方向に交互に設けられ、第２の領域の第１導電形不純物濃度は、第１の領域の第１導電形不純物濃度及び第３の領域の第１導電形不純物濃度よりも高い。第４の実施形態の半導体装置は、トレンチゲート構造である点で、第１の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
【0156】
図１８（ａ）、図１８（ｂ）は、第４の実施形態の半導体装置の模式断面図である。図１９は、第４の実施形態の模式上面図である。図１９は、トレンチ及びゲート電極のパターンと、炭化珪素層表面の炭化珪素領域のパターンとを重ねた図である。図２０（ａ）、図２０（ｂ）は、第４の実施形態の半導体装置の模式断面図である。
【0157】
図１８（ａ）は、図１９及び図２０（ｂ）のＧＧ’断面である。図１８（ｂ）は、図１９及び図２０（ｂ）のＨＨ’断面である。図２０（ａ）は、図１８（ａ）、図１８（ｂ）のｐｙ面の断面図である。図２０（ｂ）は、図１８（ａ）、図１８（ｂ）のｐｘ面の断面図である。
【0158】
第４の実施形態の半導体装置は、炭化珪素を用いたトレンチゲート型の縦型ＭＯＳＦＥＴ４００である。第４の実施形態のＭＯＳＦＥＴ４００は、炭化珪素層に設けられたトレンチの中にゲート電極が形成されている。
【0159】
以下、第１導電形がｎ形、第２導電形がｐ形である場合を例に説明する。ＭＯＳＦＥＴ４００は、電子をキャリアとする縦型のｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
【0160】
ＭＯＳＦＥＴ４００は、炭化珪素層１０、ソース電極１２、ドレイン電極１４、ゲート絶縁層１６、ゲート電極１８、層間絶縁層２０を備える。ソース電極１２は、第１の電極の一例である。ドレイン電極１４は、第２の電極の一例である。
【0161】
炭化珪素層１０の中には、ｎ＋形のドレイン領域２２、ｎ－形のドリフト領域２４、ｐ形の第１のボディ領域２６ａ、ｐ形の第２のボディ領域２６ｂ、ｎ＋形のソース領域２８、ｐ＋形のボディコンタクト領域３０、及びトレンチ４０が設けられる。ドリフト領域２４は、第１の炭化珪素領域の一例である。第１のボディ領域２６ａは、第２の炭化珪素領域の一例である。第２のボディ領域２６ｂは、第４の炭化珪素領域の一例である。ソース領域２８は、第３の炭化珪素領域の一例である。
【0162】
ドリフト領域２４は、主領域２４ａ、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含む。主領域２４ａは、第１の領域の一例である。第１の高濃度領域２４ｂは、第２の領域の一例である。第１の低濃度領域２４ｃは、第３の領域の一例である。第２の高濃度領域２４ｄは、第４の領域の一例である。第２の低濃度領域２４ｅは、第５の領域の一例である。
【0163】
トレンチ４０は、炭化珪素層１０の中に設けられる。トレンチ４０は、炭化珪素層１０の一部である。トレンチ４０は、炭化珪素層１０に形成された凹部である。
【0164】
トレンチ４０は、ドリフト領域２４、第１のボディ領域２６ａ、第２のボディ領域２６ｂ、及び、ソース領域２８に接する。トレンチ４０は、ドリフト領域２４、第１のボディ領域２６ａ、及び、第２のボディ領域２６ｂを貫通する。
【0165】
ゲート電極１８は、炭化珪素層１０の中に設けられる。ゲート電極１８は、ゲート絶縁層１６を間に介して炭化珪素層１０の中に設けられる。ゲート電極１８は、トレンチ４０の中に設けられる。ゲート電極１８は、第１のボディ領域２６ａと対向する。ゲート電極１８は、第２のボディ領域２６ｂと対向する。
【0166】
ゲート電極１８と第１のボディ領域２６ａとの間に、ゲート絶縁層１６が設けられる。ゲート電極１８と第２のボディ領域２６ｂとの間に、ゲート絶縁層１６が設けられる。
【0167】
図１９に示すようにトレンチ４０及びゲート電極１８は、第１の方向に延びる。トレンチ４０及びゲート電極１８は、ストライプ状のパターンを有する。また、図２０（ａ）に示すように、ｐ形の第１のボディ領域２６ａ及びｐ形の第２のボディ領域２６ｂは、第１の方向に延びる。
【0168】
図２０（ｂ）に示すように、第１の高濃度領域２４ｂと第１の低濃度領域２４ｃは、第１のボディ領域２６ａの直下において、第１の方向に交互に設けられる。また、第２の高濃度領域２４ｄと第２の低濃度領域２４ｅは、第２のボディ領域２６ｂの直下において、第１の方向に交互に設けられる。
【0169】
第４の実施形態のＭＯＳＦＥＴ４００は、第１の実施形態のＭＯＳＦＥＴ１００と同様、ドリフト領域２４が、第１の高濃度領域２４ｂ、第１の低濃度領域２４ｃ、第２の高濃度領域２４ｄ、第２の低濃度領域２４ｅを含むことにより、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）が低減する。
【0170】
以上、第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、オン抵抗と出力電荷量との積（Ｒｏｎ×Ｑｏｓｓ）を低減できる半導体装置が実現できる。
【0171】
第１ないし第４の実施形態では、ＳｉＣの結晶構造として４Ｈ－ＳｉＣの場合を例に説明したが、本発明は６Ｈ－ＳｉＣ、３Ｃ－ＳｉＣ等、その他の結晶構造のＳｉＣを用いたデバイスに適用することも可能である。また、炭化珪素層１０の表面に（０００１）面以外の面を適用することも可能である。
【0172】
第１ないし第４の実施形態では、第１導電形がｎ形、第２導電形がｐ形の場合を例に説明したが、第１導電形をｐ形、第２導電形をｎ形とすることも可能である。
【0173】
第１ないし第４の実施形態では、ｐ形不純物としてアルミニウム（Ａｌ）を例示したが、ボロン（Ｂ）を用いることも可能である。また、ｎ形不純物として窒素（Ｎ）及びリン（Ｐ）を例示したが、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等を適用することも可能である。
【0174】
また、第２の実施形態では、半導体装置がＳＢＤを内蔵するプレーナゲート型のＭＯＳＦＥＴである場合を例に説明したが、半導体装置は、例えば、ＳＢＤを内蔵するトレンチゲート型のＭＯＳＦＥＴであっても構わない。
【0175】
第１ないし第４の実施形態では、半導体装置がＭＯＳＦＥＴの場合を例に説明したが、半導体装置は、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＩＧＢＴ）であっても構わない。
【0176】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。例えば、一実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素と置き換え又は変更してもよい。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】
【0177】
１０ 炭化珪素層
１２ ソース電極（第１の電極）
１４ ドレイン電極（第２の電極）
１６ ゲート絶縁層
１８ ゲート電極
２４ ドリフト領域（第１の炭化珪素領域）
２４ａ 主領域（第１の領域）
２４ｂ 第１の高濃度領域（第２の領域）
２４ｃ 第１の低濃度領域（第３の領域）
２４ｄ 第２の高濃度領域（第４の領域）
２４ｅ 第２の低濃度領域（第５の領域）
２４ｘ 第１の部分
２６ａ 第１のボディ領域（第２の炭化珪素領域）
２６ｂ 第２のボディ領域（第４の炭化珪素領域）
２８ ソース領域（第３の炭化珪素領域）
４０ トレンチ
１００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
２００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
３００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
４００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
Ｐ１ 第１の面
Ｐ２ 第２の面
１２ ソース電極（第１の電極）
１４ ドレイン電極（第２の電極）
１６ ゲート絶縁層
１８ ゲート電極
２４ ドリフト領域（第１の炭化珪素領域）
２４ａ 主領域（第１の領域）
２４ｂ 第１の高濃度領域（第２の領域）
２４ｃ 第１の低濃度領域（第３の領域）
２４ｄ 第２の高濃度領域（第４の領域）
２４ｅ 第２の低濃度領域（第５の領域）
２４ｘ 第１の部分
２６ａ 第１のボディ領域（第２の炭化珪素領域）
２６ｂ 第２のボディ領域（第４の炭化珪素領域）
２８ ソース領域（第３の炭化珪素領域）
４０ トレンチ
１００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
２００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
３００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
４００ ＭＯＳＦＥＴ（半導体装置）
Ｐ１ 第１の面
Ｐ２ 第２の面
【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】