特許 7454911 シリコンカーバイド半導体部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-14

(45)【発行日】2024-03-25

(54)【発明の名称】シリコンカーバイド半導体部品

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/78 20060101AFI20240315BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 29/861 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 29/868 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 29/739 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 29/872 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 29/47 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 21/8234 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 27/06 20060101ALI20240315BHJP

   H01L 27/088 20060101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 657D

H01L29/78 652T

H01L29/78 652F

H01L29/78 652C

H01L29/91 C

H01L29/91 F

H01L29/78 652K

H01L29/78 652M

H01L29/78 653C

H01L29/78 652J

H01L29/78 655B

H01L29/78 658H

H01L29/86 301F

H01L29/91 K

H01L29/91 J

H01L29/86 301D

H01L29/78 655G

H01L29/48 F

H01L29/48 D

H01L27/06 102A

H01L27/06 311B

H01L27/088 E

【請求項の数】 27

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019026271

(22)【出願日】2019-02-18

(65)【公開番号】P2019153784

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-12-01

(31)【優先権主張番号】10 2018 103 973.5

(32)【優先日】2018-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】501209070

【氏名又は名称】インフィネオン テクノロジーズ アーゲー

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＦＩＮＥＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】バスラー， トーマス

(72)【発明者】

【氏名】シュルツェ， ハンス－ヨアヒム

(72)【発明者】

【氏名】シーミーニエック， ラルフ

【審査官】恩田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２２６０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４９２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１７６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１５１９０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０６－１０４４８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／７８

Ｈ０１Ｌ ２９／１２

Ｈ０１Ｌ ２９／８６１

Ｈ０１Ｌ ２９／７３９

Ｈ０１Ｌ ２１／３３６

Ｈ０１Ｌ ２９／８７２

Ｈ０１Ｌ ２９／４７

Ｈ０１Ｌ ２１／８２３４

Ｈ０１Ｌ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣ半導体ボディ（１００）内の電界効果トランジスタ構造であって、前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）は、前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第１の面（１０１）におけるゲート構造（１５０）と、第１の導電型のドリフトゾーン（１３１）とを有する、電界効果トランジスタ構造と、
第２の導電型の半導体領域（１２０、１６０）と、
前記半導体領域（１２０、１６０）と前記ドリフトゾーン（１３１）との間に縦方向に形成される前記第１の導電型のゾーン（１３３）と、
格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）であって、前記ゾーン（１３３）と、前記第１の面（１０１）の反対側に位置する第２の面（１０２）との間に形成される少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）とを含み、前記ゾーン（１３３）は、前記ゲート構造から離間され、且つ前記半導体領域（１２０、１６０）から前記縦方向に最大で１μｍの距離にある、半導体部品。

【請求項2】

前記第２の導電型の前記半導体領域（１２０、１６０）は、前記第１の面（１０１）における接点（３１５、３１６）まで延びる、請求項１に記載の半導体部品。

【請求項3】

前記ゲート構造（１５０）は、平坦なゲート構造である、請求項１又は２に記載の半導体部品。

【請求項4】

前記ゲート構造（１５０）は、トレンチ内に配置される、請求項１又は２に記載の半導体部品。

【請求項5】

前記第２の導電型の前記半導体領域（１２０、１６０）は、ボディ領域（１２０）である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項6】

前記第２の導電型の前記半導体領域（１２０、１６０）は、前記トレンチの底部の下に延び、且つ前記トレンチの第２の側壁に隣接し、前記第２の側壁は、ボディ領域（１２０）によって隣接される第１の側壁の反対側に位置する、請求項４に記載の半導体部品。

【請求項7】

前記第２の導電型の前記半導体領域（１２０、１６０）のドーパント濃度は、前記ゲート構造（１５０）の下の領域における極大値と、前記極大値と前記第１の面（１０１）との間における最大値を有する、請求項４又は６に記載の半導体部品。

【請求項8】

前記第２の導電型の前記半導体領域（１２０、１６０）は、変化する大きさのドーパント濃度を有する部分（１６１１、１６１２）を含み、前記部分は、前記トレンチの長手方向に沿って交互に配置される、請求項６に記載の半導体部品。

【請求項9】

前記ドリフトゾーン（１３１）と前記ボディ領域（１２０）との間に配置された電流分布ゾーン（１３７）であって、前記ドリフトゾーン（１３１）より高くドープされ、且つ前記ゲート構造（１５０）に隣接する電流分布ゾーンを更に含む、請求項６に記載の半導体部品。

【請求項10】

前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の対向する面（１０１、１０２）に形成された負荷端子を有する縦型半導体部品であり、前記電界効果トランジスタ構造は、複数のトランジスタセル（ＴＣ）を含むセルアレイ領域（６１０）と、前記セルアレイ領域（６１０）を少なくとも部分的に取り囲むエッジ終端領域（６９０）とを含み、及び前記セルアレイ領域（６１０）において、前記ゾーン（１３３）は、連続的に形成されるか、又は前記トランジスタセル（ＴＣ）の配置のパターンに従って構造化される、請求項１～９のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項11】

前記エッジ終端領域（６９０）において、前記ゾーン（１３３）は、存在しないか、又は構造化されて形成される、請求項１０に記載の半導体部品。

【請求項12】

第１の導電型のドリフトゾーン（１３１）を有するＳｉＣ半導体ボディ（１００）内のマージドピンショットキー（ＭＰＳ）ダイオード構造と、
前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第１の面（１０１）に隣接する第２の導電型の注入領域（１２５）と、
前記第１の面（１０１）における接点構造（３４０）であって、前記ドリフトゾーン（１３１）とのショットキー接点（ＳＣ）を形成し、且つ前記注入領域（１２５）と電気的に接触する接点構造（３４０）と、
前記注入領域（１２５）と、前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第２の面（１０２）との間に形成される前記第１の導電型のゾーン（１３３）であって、前記第２の面は、前記第１の面（１０１）の反対側に位置し、前記ゾーン（１３３）は、前記第２の導電型の前記注入領域（１２５）から最大で１μｍの距離にある、ゾーン（１３３）と、
格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）であって、前記ゾーン（１３３）と、前記第１の面（１０１）の反対側に位置する前記第２の面（１０２）との間に形成される少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）とを含む、半導体部品。

【請求項13】

第１の導電型のドリフトゾーン（１３１）を有するＳｉＣ半導体ボディ（１００）内のｐｎダイオード構造と、
前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第１の面（１０１）に隣接する第２の導電型の注入領域（１２５）と、
前記第１の面（１０１）における接点構造（３４０）であって、前記注入領域（１２５）と電気的に接触する接点構造（３４０）と、
前記注入領域（１２５）と、前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第２の面（１０２）との間に形成される前記第１の導電型のゾーン（１３３）であって、前記第２の面は、前記第１の面（１０１）の反対側に位置し、前記ゾーン（１３３）は、前記第１の面（１０１）において前記接点構造（３４０）から電気的に隔離され、且つ前記第２の導電型の前記注入領域（１２５）から最大で１μｍの距離にある、ゾーン（１３３）と、
格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）であって、前記ゾーン（１３３）と、前記第１の面（１０１）の反対側に位置する前記第２の面（１０２）との間に形成される少なくとも１つの再結合ゾーン（１３５）とを含む、半導体部品。

【請求項14】

前記ゾーン（１３３）は、前記ドリフトゾーン（１３１）より高くドープされ、及び前記ゾーン（１３３）の最大ドーパント濃度は、前記ドリフトゾーンの最小ドーパント濃度の少なくとも２倍だけ大きい、請求項１～１３のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項15】

前記ゾーン（１３３）の縦方向の広がり（Δｘ）は、５０ｎｍ～１０００ｎｍの範囲にある、請求項１～１４のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項16】

前記ゾーン（１３３）のドーパント注入量は、ＳｉＣの絶縁破壊電荷の５％～２０％の範囲にある、請求項１～１５のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項17】

前記最大ドーパント濃度の箇所の前記ゾーン（１３３）は、前記第２の導電型のドーパントで部分的に補償される、請求項１４に記載の半導体部品。

【請求項18】

前記ゾーン（１３３）は、最も近いバンドエッジに対して少なくとも１５０ｍｅＶのギャップを有する深いエネルギレベルを有するドーパントで少なくとも部分的にドープされる、請求項１～１７のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項19】

前記ドーパントは、ドーパントであるリン、クロム及びイリジウムの少なくとも１つに対応する、請求項１８に記載の半導体部品。

【請求項20】

格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する更なる再結合ゾーン（１３２）であって、前記第１の面（１０１）と前記再結合ゾーン（１３５）との間に形成され、且つ前記再結合ゾーン（１３５）から離間される更なる再結合ゾーン（１３２）を追加的に含む、請求項１～１９のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項21】

請求項６に記載の半導体部品を製造する方法であって、前記半導体領域（１２０、１６０）及び前記ゾーン（１３３）は、それぞれの場合にイオン注入によって製造され、及び前記イオン注入は、一般的な注入マスクによって実施される、方法。

【請求項22】

請求項１２に記載の半導体部品を製造する方法であって、前記注入領域（１２５）及び前記ゾーン（１３３）は、それぞれの場合にイオン注入によって製造され、及び前記イオン注入は、一般的な注入マスクによって実施される、方法。

【請求項23】

第１の導電型のドリフトゾーン（１３１）を有するＳｉＣ半導体ボディ（１００）と、
前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）の第１の面（１０１）と前記ドリフトゾーン（１３１）との間の第２の導電型のドープ領域（１２０、１２５）と、
前記ドープ領域（１２０、１２５）と前記ドリフトゾーン（１３１）との間に縦方向に形成される前記第１の導電型のゾーン（１３３）と、
格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する再結合ゾーン（１３５）であって、前記ゾーン（１３３）と、前記第１の面（１０１）の反対側に位置する第２の面（１０２）との間に形成される再結合ゾーン（１３５）と、
格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する更なる再結合ゾーン（１３２）であって、前記再結合ゾーン（１３５）から離間され、及び前記ドープ領域（１２０、１２５）と前記再結合ゾーン（１３５）との間に又は前記ドープ領域（１２０、１２５）内に形成され、且つ前記ドリフトゾーン（１３１）から最大で１μｍの距離に形成される更なる再結合ゾーン（１３２）と
を含む半導体部品。

【請求項24】

前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）は、電界効果トランジスタ構造を含み、及び前記ドープ領域（１２０、１２５）は、前記電界効果トランジスタ構造のトランジスタセル（ＴＣ）のボディ領域（１２０）である、請求項２３に記載の半導体部品。

【請求項25】

前記ＳｉＣ半導体ボディ（１００）は、ｐｎダイオード構造又はマージドピンショットキーダイオード構造を含み、及び前記ドープ領域（１２０、１２５）は、前記ダイオード構造の注入領域（１２５）である、請求項２３に記載の半導体部品。

【請求項26】

前記ドリフトゾーン（１３１）の縦方向の広がりは、少なくとも３μｍであり、及び前記ドリフトゾーン（１３１）のドーパント濃度は、最大で５×１０^１６ｃｍ^－３である、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の半導体部品。

【請求項27】

前記再結合ゾーン（１３５）と前記更なる再結合ゾーン（１３２）との間の距離（Δｖ）は、前記ドリフトゾーン（１３１）の縦方向の広がりの少なくとも半分である、請求項２３～２６のいずれか一項に記載の半導体部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）半導体部品に関し、例えば低いオン抵抗及び高い絶縁耐力を有する半導体スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

電界効果トランジスタ構造及びドリフトゾーンを有する半導体部品では、ドリフトゾーンと電界効果トランジスタのボディ領域との間のｐｎ接合が固有ボディダイオードを形成する。ボディダイオードが順方向で動作する場合、ボディ領域及びドリフトゾーンを通るバイポーラ電荷キャリアフローが確立される。ボディダイオードの電気的特性、例えば閾値電圧、順方向電圧、通電容量などは、半導体／金属接合におけるドープ及びドープ領域寸法の結果であり、これらは、求められるトランジスタ特性に関して規定される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

部品のアバランシェ耐性、絶縁破壊強度、オン抵抗などの特性を向上させる努力が一般的に行われている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、ＳｉＣ半導体ボディ内の電界効果トランジスタ構造であって、ＳｉＣ半導体ボディは、ＳｉＣ半導体ボディの第１の面におけるゲート構造と、第１の導電型のドリフトゾーンとを有する、電界効果トランジスタ構造を含む半導体部品に関する。第１の導電型のゾーンは、第２の導電型の半導体領域とドリフトゾーンとの間に縦方向に形成される。このゾーンは、ゲート構造から離間され、且つ半導体領域から縦方向に最大で１μｍの距離にある。

【0005】

本開示は、第１の導電型のドリフトゾーンを有するＳｉＣ半導体ボディ内のマージドピンショットキー（ＭＰＳ）ダイオード構造を含む半導体部品に更に関する。第２の導電型の注入領域は、ＳｉＣ半導体ボディの第１の面に隣接する。第１の面における接点構造は、ドリフトゾーンとのショットキー接点を形成し、且つ注入領域と電気的に接触する。第１の導電型のゾーンは、注入領域と、ＳｉＣ半導体ボディの第２の面との間に形成され、前記第２の面は、第１の面の反対側に位置する。このゾーンは、第２の導電型の注入領域から最大で１μｍの距離にある。

【0006】

本開示は、第１の導電型のドリフトゾーンを有するＳｉＣ半導体ボディ内のｐｎダイオード構造を含む半導体部品に更に関する。第２の導電型の注入領域は、ＳｉＣ半導体ボディの第１の面に隣接する。第１の面における接点構造は、注入領域と電気的に接触する。第１の導電型のゾーンは、注入領域と、ＳｉＣ半導体ボディの第２の面との間に形成され、前記第２の面は、第１の面の反対側に位置する。このゾーンは、第１の面において接点構造から電気的に隔離され、且つ第２の導電型の注入領域から最大で１μｍの距離にある。

【0007】

本開示は、第１の導電型のドリフトゾーンを有するＳｉＣ半導体ボディを含む半導体部品に更に関する。第２の導電型のドープ領域は、ＳｉＣ半導体ボディの第１の面とドリフトゾーンとの間に形成される。格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有する再結合ゾーンは、ドープ領域と、第１の面の反対側に位置する第２の面との間に形成される。更なる再結合ゾーンは、格子欠陥及び／又は重金属原子から構成される再結合中心を有し、前記更なる再結合ゾーンは、再結合ゾーンから離間され、ドープ領域と再結合ゾーンとの間に又はドープ領域内に形成され、且つドリフトゾーンから最大で１μｍの距離に形成される。

【0008】

当業者であれば、以下の詳細な説明を読み、図面を検討することにより、本開示の主題の更なる特徴及び利点が明らかになるであろう。

【0009】

添付図面は、本開示に含まれてその一部を形成する、半導体部品及び半導体部品の製造方法の例示的実施形態のより深い理解をもたらす。これらの図面は、単に実施形態を図示し、本発明とともに本発明の原理を明らかにする役割を果たす。本明細書に記載の半導体部品及び本明細書に記載の方法は、従って、例示的実施形態の説明によって例示的実施形態に限定されるものではない。更なる例示的実施形態及び意図される利点は、以下の詳細な説明を理解することにより、及びまた以下に記載の例示的実施形態の組み合わせから、たとえ明示的に記載されていなくても明らかになるであろう。図面に示された各要素及び各構造は、必ずしも互いに対して正確な縮尺で描かれていない。同一の参照符号は、同一の又は相互に対応する要素及び構造を指す。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ボディ領域とドリフトゾーンとの間にドリフトゾーンの導電型のゾーンを含む一実施形態による、エミッタ効率を下げられた固有ボディダイオードを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図2A】ストリップ状電界効果トランジスタ構造を含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるゾーンを含み、これらのゾーンがボディ領域の導電型の半導体領域と位置合わせされている一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略横断面図を示す。

【図2B】図２Ａの断面線Ｂ－ＢでのＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図3A】平坦なゲート構造を含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるボディ領域と位置合わせされているゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図3B】浅いゲート構造を含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるボディ領域と位置合わせされているゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図3C】深いゲート構造、深い接点トレンチを含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるダイオード終端領域と位置合わせされているゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図4】深いゲート構造を含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるドリフトゾーンの導電型の連続ゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図5】深いゲート構造を含み、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるドリフトゾーンの導電型の（ボディ領域の導電型の半導体領域から離間された）連続ゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図6A】固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げる、セルアレイ領域の上を延びる連続ゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の概略横断面図を示す。

【図6B】固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げる、ボディ領域の導電型の半導体領域と位置合わせされた複数の相互に離隔されたゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の概略横断面図を示す。

【図7】実施形態の説明のための、固有ボディダイオードのエミッタ効率の温度応答を示す簡略図を示す。

【図8A】ボディ領域の導電型のより弱ドープのゾーンを含み、これらのゾーンがセルの長手軸に沿って互いに離隔されて形成される一実施形態による、ストリップ状電界効果トランジスタ構造を含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略横断面図を示す。

【図8B】図８Ａの断面線Ｂ－ＢでのＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図9A】固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるゾーンと、部品の裏側近くの連続的な再結合ゾーンとを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図9B】部品の裏側及び部品の表側の近くの再結合ゾーンを含む一実施形態による、固有ボディダイオードのエミッタ効率を下げるゾーンを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図9C】部品の裏側及び部品の表側の近くの再結合ゾーンを含む一実施形態による、ＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図10A】ｐｎダイオード構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、エミッタ効率を下げる、注入領域に隣接するゾーンを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図10B】ｐｎダイオード構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、エミッタ効率を下げる、注入領域から距離を置いて形成されたゾーンを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図11A】ＭＰＳダイオード構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、エミッタ効率を下げる、注入領域に隣接するゾーンを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図11B】ＭＰＳダイオード構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、エミッタ効率を下げる、注入領域から距離を置いて形成されたゾーンを含むＳｉＣ半導体部品の一部分の概略縦断面図を示す。

【図12A】電界効果トランジスタ構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、半導体部品の製造方法の概略フロー図を示す。

【図12B】精密なｐｎダイオード構造を含む半導体部品に関する一実施形態による、半導体部品の製造方法の概略フロー図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の詳細な説明では、添付図面を参照し、添付図面は、本開示の一部を形成し、例示を目的として半導体部品及び半導体部品の製造方法の特定の例示的実施形態を示す。言うまでもなく、更なる例示的実施形態も存在する。同様に、言うまでもなく、例示的実施形態に対する構造的且つ／又は論理的な変更は、そうすることによって特許請求項で規定されるものから逸脱することがない限り行われ得る。この点において、例示的実施形態の記述は、非限定的である。特に、文脈上明らかな矛盾がない限り、後述される例示的実施形態の特徴は、後述される別の例示的実施形態の特徴と組み合わされ得る。

【0012】

「有する」、「包含する」、「網羅する」、「含む」という語句及び同様の語句は、オープンな語句であり、述べられた構造、要素又は特徴の存在を示すが、追加的な要素又は特徴の存在を排除するものではない。不定冠詞及び定冠詞は、文脈上何らかの明らかな矛盾がない限り、複数及び単数の両方を包含するものとする。

【0013】

「電気的接続」という用語は、電気的に接続される要素間の永続的な低インピーダンス接続を意味し、例えば関連する要素間の直接接触又は金属及び／若しくは高ドープ半導体を介した低インピーダンス接続を意味する。「電気的結合」という用語は、電気的に結合される要素間において、信号伝送に適する１つ以上の介在要素（例えば、第１の状態では低インピーダンス接続を、第２の状態では高インピーダンス電気的減結合をときに提供する要素）が存在し得るという事実を包含する。

【0014】

図は、相対ドープ濃度をドープ型「ｎ」又は「ｐ」の隣の「－」又は「＋」の印によって示す。例えば、「ｎ^－」は、「ｎ」型ドープ領域のドープ濃度より低いドープ濃度を示し、「ｎ^＋」型ドープ領域では、ドープ濃度は、「ｎ」型ドープ領域のドープ濃度より高い。相対ドープ濃度が同じであるドープ領域であっても、絶対ドープ濃度が同じであるとは限らない。例えば、異なる２つの「ｎ」型ドープ領域は、ドープ濃度が同じであるか又は絶対ドープ濃度が異なる場合がある。「ドーパント濃度」という用語は、文脈上明らかな矛盾がない限り、正味ドーパント濃度を示す。

【0015】

「電気的接続」という表現は、電気的に接続される要素間の低インピーダンス接続を意味し、例えば関連する要素間の直接接触又は金属及び／若しくは高ドープ半導体を介した接続を意味する。「電気的結合」という表現は、「電気的に結合される」要素間において、信号伝送に適する１つ以上の介在要素（例えば、第１の状態では低インピーダンス接続を、第２の状態では高インピーダンス減結合をときに生成できるように制御可能な要素）が存在し得るという事実を包含する。

【0016】

ある物理変数に関して、１つの限界値又は２つの限界値が示された値範囲が規定された場合、「から」及び「まで」又は「より少ない」及び「より多い」という前置句は、それぞれの限界値を包む。従って、「．．．から．．．まで」式の提示は、「少なくとも．．．から最大で．．．まで」として理解されたい。同様に、「より少ない」（「より多い」）式の提示は、「最大で．．．」（「少なくとも．．．」）として理解されたい。

【0017】

図１は、半導体部品５００を示す。これは、例えば、ＩＧＦＥＴ（絶縁ゲート電界効果トランジスタ）であり得、例えばＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体ＦＥＴ）（ＭＯＳＦＥＴという略語は、金属ゲート電極を有するＦＥＴと、半導体ゲート電極を有するＦＥＴとの両方を包含する）、半導体ダイオード（例えば、ｐｎダイオード又はＭＰＳ（マージドピンショットキー）ダイオード）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）又はＭＣＤ（ＭＯＳ制御ダイオード）であり得る。

【0018】

半導体部品５００は、シリコンカーバイドで形成される半導体ボディ１００をベースとする。例えば、半導体ボディ１００は、シリコンカーバイド結晶を含むか、又はシリコンカーバイド結晶で構成され、シリコンカーバイド結晶は、主成分であるシリコン及び炭素に加えて、ドープのための原子及び／又は不純物、例えば水素原子及び／又は酸素原子を含み得る。シリコンカーバイド結晶のポリタイプは、例えば、２Ｈ、６Ｈ、１５Ｒ又は４Ｈであり得る。

【0019】

ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側の第１の面１０１は、平坦又はリブ付きである。平坦な第１の面１０１又はリブ付きの第１の面１０１の中央平面に対する法線１０４によって縦方向が定義される。平坦な第１の面１０１又はリブ付きの第１の面１０１の中央平面に平行な方向は、水平方向であり且つ横方向である。

【0020】

ＳｉＣ半導体ボディ１００において、ＳｉＣ半導体ボディ１００の第１の面１０１にゲート構造１５０を有する電界効果トランジスタ構造と、第１の導電型のドリフトゾーン１３１とが形成される。第１の導電型のゾーン１３３は、第２の導電型の半導体領域１２０、１６０とドリフトゾーン１３１との間に縦方向に形成され得、この第１の導電型のゾーンは、ゲート構造１５０から離間され得、且つ半導体領域１２０、１６０から縦方向に最大で１μｍの距離にあり得る。ゾーン１３３は、半導体領域１２０、１６０に直接隣接することが可能である。

【0021】

例えば、電界効果トランジスタ構造は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側にトランジスタセルＴＣを含む。トランジスタセルＴＣは、第１の導電型のソース領域１１０を含み得、ソース領域１１０は、半導体部品５００の第１の負荷端子Ｌ１に電気的に接続され得る。トランジスタセルＴＣは、第１の面１０１上に形成された平坦なゲート構造１５０を有する横型トランジスタセルであり得るか、又はトレンチ内に形成されたゲート構造１５０を有する縦型トランジスタセルであり得る。ゲート構造１５０は、ゲート電極１５５を含み得、ゲート電極１５５は、半導体部品５００のゲート端子Ｇに電気的に接続される。

【0022】

第１の面１０１とドリフト構造１３０との間に形成された第２の導電型の半導体領域１２０、１６０は、例えば、トランジスタセルＴＣのボディ領域１２０及び／又はダイオード領域１６０を含み得る。半導体領域１２０、１６０は、第１の負荷端子Ｌ１に接続され得る。例えば、半導体領域１２０、１６０は、第１の面と接触するまで延び得る。

【0023】

ドリフトゾーン１３１は、トランジスタセルＴＣと、ＳｉＣ半導体ボディ１００の裏側の第２の面１０２との間に形成されたドリフト構造１３０の一部であり得、前記第２の面は、第１の面１０１に対向して位置する。ドリフト構造１３０は、第２の面１０２に直接沿って延びる高ドープ接点層１３９を含み得る。高ドープ接点層１３９は、半導体部品５００の第２の負荷端子Ｌ２に電気的に接続される。接点層１３９の縦方向の広がりは、５０μｍ超であり得、例えば１００μｍ超であり得る。トランジスタセルＴＣと高ドープ接点層１３９との間に弱ドープドリフトゾーン１３１が形成される。

【0024】

半導体領域１２０、１６０とドリフト構造１３０との間の第１のｐｎ接合ｐｎ１は、半導体部品５００の固有ボディダイオードＢＤの少なくとも一部を形成する。

【0025】

固有ボディダイオードＢＤがオフにされた場合、ゲート端子Ｇに印加されたゲート電位により、トランジスタセルＴＣのボディ領域１２０を通るユニポーラ電荷キャリアフローが抑制される。固有ボディダイオードＢＤが順方向バイアスされた場合、トランジスタチャネルが完全に閉じられ、且つ／又は順方向の電流が閾値を超える場合、半導体領域１２０、１６０とドリフト構造１３０との間で正孔及び電子のバイポーラ電荷キャリアフローが確立され得る。

【0026】

以下の実施形態は、半導体領域１２０、１６０の一部における固有ボディダイオードＢＤのエミッタ効率、即ちｐドープ半導体領域１２０、１６０の場合にはアノードエミッタ効率を下げることに関する。アノードエミッタ効率γ_アノードは、弱ドープドリフトゾーン１３１に注入される正孔電流の尺度である。例えば、第１の負荷端子Ｌ１と半導体領域１２０、１６０との間の金属－半導体接合の接触抵抗と、またｐｎ接合ｐｎにおけるドーパント濃度の絶対値及び分布とがアノードエミッタ効率γ_アノードに影響を及ぼす。

【0027】

半導体領域１２０、１６０とドリフトゾーン１３１との間に形成されるドリフトゾーン１３１の導電型のゾーン１３３は、ドリフトゾーン１３１のうち、ゾーン１３３に隣接する部分のドーパント濃度の少なくとも２倍であるドーパント濃度を有する。例えば、ゾーン１３３の最大ドーパント濃度は、ドリフトゾーン１３１の最小ドーパント濃度の少なくとも２倍（例えば、５倍）である。ゾーン１３３は、最大ドーパント濃度の箇所では、第２の導電型のドーパントで部分的に補償され得る。ゾーン１３３のドーパント注入量は、ＳｉＣの絶縁破壊電荷の５％～２０％の範囲にあり得る。

【0028】

ゾーン１３３は、最も近いバンドエッジに対して少なくとも１５０ｍｅＶのギャップを有する深いエネルギレベルを有する少なくとも１つのドーパントで少なくとも部分的にドープされ得る。そのようなドーパントは、例えば、リン、クロム又はイリジウムである。

【0029】

ゾーン１３３は、トランジスタセルＴＣのゲート構造１５０から縦方向及び／又は横方向に距離を置き得、これにより、トランジスタセルＴＣのオン状態においてボディ領域１２０を通って流れるユニポーラ電荷キャリアフローがゾーン１３３に直接入ることはない。

【0030】

一実施形態によれば、ゾーン１３３は、トランジスタセルＴＣのスイッチオン電流がゾーン１３３を通って流れないように又は流れてもごくわずかであるように形成される。別の実施形態によれば、ボディ領域１２０とゾーン１３３との間のトランジスタセルＴＣのスイッチオン電流は、ドリフトゾーン１３１の導電型の電流分布ゾーンを通過し、電流分布ゾーンは、ボディ領域１２０に直接隣接し得、そうでなければボディ領域１２０から離間され得、ボディ領域１２０を通るユニポーラ電荷キャリアフローを吸収し、その少なくとも一部を、ゾーン１３３を介してドリフトゾーン１３１に向けて分布させる。この場合、電流分布ゾーンのドーパント濃度は、ドリフトゾーン１３１のドーパント濃度の少なくとも２倍（例えば、少なくとも５倍）である。

【0031】

ゾーン１３３は、ドープ半導体領域１２０、１６０と直接隣接し得るか、又はドープ半導体領域１２０、１６０から離間され得る。ゾーン１３３と半導体領域１２０、１６０との間の距離は、例えば、定格阻止能力が低い部品の場合には最大で１μｍであり得、定格阻止能力が高い部品の場合でも最大で３μｍであり得る。半導体領域１２０、１６０は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の第１の面１０１に形成された電気的接点まで延び得るか、又はＳｉＣ半導体ボディ１００内に延びるトレンチ接点に隣接し得る。

【0032】

半導体領域１２０、１６０は、ボディ領域１２０又はダイオード領域１６０であり得る。ダイオード領域１６０の平均ドーパント濃度は、ボディ領域１２０の平均ドーパント濃度の少なくとも２倍であり得る。更に、ダイオード領域１６０は、ボディ領域１２０に直接隣接することが可能である。

【0033】

ゾーン１３３は、エミッタ効率を大幅に下げることができ、従って固有ボディダイオードＢＤのオン状態動作において正孔の注入を大幅に減らすこともできる。従って、固有ボディダイオードＢＤの順方向動作では、ＳｉＣ半導体ボディ１００のプラズマフラッディングが減少し、ドリフトゾーン１３１内で再結合する電荷キャリアが大幅に減少する。従って、そうでない場合にはＳｉＣ結晶内での電荷キャリアの再結合に起因する熱の局所的な発生によってＳｉＣ結晶内を伝搬する積層欠陥も同様に減少する。従って、ボディダイオードＢＤの動作は、半導体部品のオン抵抗ＲＤＳｏｎに全く又はほとんど影響を及ぼさないままであり得、そうでない場合、オン抵抗ＲＤＳｏｎは、半導体部品の動作中に結晶欠陥が常に新たに形成されることの結果として徐々に上昇して、容認できない部品劣化につながり得る。

【0034】

そのような半導体部品５００の固有ボディダイオードＢＤは、従って、例えば固有ボディダイオードＢＤの動作が部品の特性の長期安定性に悪影響を及ぼすことなく、外部フリーホイーリングダイオードに取って代わり得る。更に、ゾーン１３３によって引き起こされる電界の急勾配化により、セルアレイ内のアバランシェ絶縁破壊がより確実にピン留めされ得る。

【0035】

固有ボディダイオードＢＤの順方向電圧の、正孔注入の減少に起因する（例えば、１Ｖ～２Ｖの範囲の）可能な微増は、１スイッチング周期当たり比較的短時間にわたってのみ固有ボディダイオードＢＤがオン状態で動作する用途では有意でないままである。そのような用途の１つは、例えば、固有ボディダイオードＢＤがブリッジ回路のフリーホイーリングダイオードとして動作することであり、この場合、ボディダイオードＢＤは、ブリッジ回路のコミュテーションの過程のデッドタイム中にのみ順方向で動作する。

【0036】

ゾーン１３３の縦方向の広がりは、比較的小さく、例えば５０ｎｍ～１μｍ又は２００ｎｍ～５００ｎｍであり、そのため、半導体部品５００の阻止能力に対するゾーン１３３の影響は、小さいままであり得る。ゾーン１３３のドーパント注入量は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の材料の絶縁破壊電荷の５％～２０％であり得、これは、典型的には、ドリフトゾーンのドープに応じて１～２×１０^１３ｃｍ^－２の範囲にある。ゾーン１３３全体又はゾーン１３３の（例えば、最大ドーパント濃度の領域の）少なくとも１つの縦方向区間が第２の導電型のドーパントで部分的に逆補償され得る。ゾーン１３３における適切なドープにより、電界を局所的に急勾配化及び「ピン留め」して、半導体部品５００のアバランシェ挙動を改善することができる。

【0037】

一実施形態によれば、ゾーン１３３のドーパントは、バンドギャップにおいて深いエネルギレベルを有するドーパントであり得るか又はそうしたドーパントを含み得、例えばリン、クロム及び／又はイリジウムであり得るか又はこれらを含み得る。深いエネルギレベルを有するドーパントの存在は、ボディダイオードの順方向電圧の顕著な正の温度係数につながり得、これは、そのようにドープされたゾーン１３３が最初にフラッディング状態であっても室温Ｔ０で一部のみ活性化され、温度が上昇するにつれて活性化の度合いが顕著に高まり得るためである。順方向電圧の正の温度係数は、エミッタ効率の上昇に対して逆に作用し、またこれに関連する欠陥成長に対して逆に作用する。更に、ゾーン１３３は、温度が上昇するにつれてオン抵抗ＲＤＳｏｎの上昇を横ばいにする。

【0038】

更に、電荷キャリア移動度は、ＳｉＣ半導体ボディ１００のうち、ゾーン１３３を含む区間において減少し得る。例えば、ゾーン１３３又はＳｉＣ半導体ボディ１００のうち、ゾーン１３３を含む部分は、逆ドープ、例えばアルミニウム、ボロン及び／又はガリウム原子を有し得、これは、実際のｎ型ドープを部分的に補償し、他方では同じ正味ドープを達成するためにｎ型ドープを増やすことが必要になる。

【0039】

図２Ａ及び２Ｂは、ＳｉＣ半導体ボディ１００を含み、トレンチとして形成されたストリップ状ゲート構造１５０を含む半導体部品５００の実施形態に関する。ＳｉＣ半導体ボディ１００の詳細については、図１に関する説明を参照されたい。

【0040】

表側では、ＳｉＣ半導体ボディ１００は、第１の面１０１を有し、第１の面１０１は、同一平面上にある複数の表面部分を含み得る。第１の面１０１は、主結晶面と一致し得るか又は主結晶面に対して軸外角度αで斜めに延び得、軸外角度は、最小で２°且つ最大で１２°であり得、例えば約４°であり得る。

【0041】

図示された実施形態では、＜０００１＞結晶軸は、法線１０４に対して軸外角度αだけ傾けられる。＜１１－２０＞結晶軸は、水平面に対して同じ軸外角度だけ傾けられる。＜１－１００＞結晶軸は、断面に直交する。

【0042】

裏側では、ＳｉＣ半導体ボディ１００は、第１の面１０１に平行な第２の面１０２を有する。表側の第１の面１０１と裏側の第２の面１０２との間の距離は、半導体部品５００の定格阻止能力によって決まる。

【0043】

ＳｉＣ半導体ボディ１００の第２の面１０２に隣接する高ドープ接点層１３９は、単結晶からスライスされた基板部分であり得るか又はその基板部分を含み得る。接点層１３９は、第２の負荷電極３２０とのオーム接点を形成し、第２の負荷電極３２０は、第２の面１０２に直接隣接し得る。接点層１３９のドーパント濃度は、第２の面１０２に沿って第２の負荷電極３２０とのオーム接点を形成するのに十分な高さである。

【0044】

半導体部品５００がＭＯＳＦＥＴである場合又は半導体部品５００がそのようなＭＯＳＦＥＴを含む場合、接点層１３９は、ドリフトゾーン１３１の導電型を有する。半導体部品５００がＩＧＢＴである場合、接点層１３９は、ドリフトゾーン１３１の導電型と相補的な導電型を有するか又は両方の導電型のゾーンを含む。

【0045】

ドリフトゾーン１３１は、接点層１３９上の、エピタキシによって成長した層に形成され得る。ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度は、例えば、１０^１４ｃｍ^－３～５×１０^１６ｃｍ^－３の範囲にある。ドリフト構造１３０は、ドリフトゾーン１３１及び接点層１３９に加えて、更なるドープ領域を含み得、例えばドリフトゾーン１３１の導電型のフィールドストップゾーン、阻止ゾーン及び／又はバリアゾーン、及び／又は電流分布ゾーン、及び／又は相補的な導電型の島領域を含み得る。

【0046】

ドリフトゾーン１３１は、接点層１３９と直接隣接し得る。一実施形態によれば、ドリフトゾーン１３１は、ドリフトゾーン１３１と接点層１３９との間に形成されたバッファ層とｎ^－／ｎ接合を形成し、バッファ層の縦方向の広がりは、最小で０．３μｍ且つ最大で１０μｍであり得、例えば０．５μｍ～５μｍであり得、バッファ層の平均ドーパント濃度は、１０^１７ｃｍ^－３～３×１０^１８ｃｍ^－３の範囲又は２×１０^１７ｃｍ^－３～１×１０^１８ｃｍ^－３の範囲にあり得る。バッファ層は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の機械的ストレスを軽減し得、且つ／又はドリフト構造１３０内の電界に所定の様式で作用し得る。

【0047】

ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側のトランジスタセルＴＣは、第１の面１０１からＳｉＣ半導体ボディ１００内に延びるゲート構造１５０に沿って形成され、ＳｉＣ半導体ボディ１００のメサ部分１９０により、隣り合うゲート構造１５０同士が互いに分離される。

【0048】

第１の横方向に沿ったゲート構造１５０の長手方向の広がりは、第１の横方向に直交する第２の横方向に沿った、長手方向の広がりに直角なゲート構造１５０の幅より大きい。ゲート構造１５０は、トランジスタセルＴＣを含むセルアレイ領域の一方の側から反対側まで延びる長いトレンチであり得、ゲート構造１５０の長さは、最大で数百マイクロメートルであり得、例えば最大で数ミリメートルであり得る。

【0049】

別の実施形態によれば、ゲート構造１５０は、それぞれの場合にセルアレイ領域の一方の側から反対側に延びる平行線に沿って形成され得、それぞれの場合に互いに分離される複数のゲート構造１５０が同じ線に沿って形成される。ゲート構造１５０は、格子のメッシュ内にメサ部分１９０を有する格子を形成し得る。

【0050】

ゲート構造１５０は、下面に丸みを付けられ得、具体的には、ゲート構造１５０の側壁からゲート構造１５０の底部にかけて過渡部に丸みを付けられ得る。例えば、ゲート構造１５０では、曲率半径は、後述のゲート誘電体１５１の厚さの少なくとも２倍である。

【0051】

ゲート構造１５０は、互いに均等に離間され得、同じ幅を有し得、規則的なパターンを形成し得、ゲート構造１５０のピッチ（中心間距離）は、１μｍ～１０μｍの範囲、例えば２μｍ～５μｍの範囲にあり得る。ゲート構造１５０の縦方向の広がりは、３００ｎｍ～３μｍの範囲、例えば５００ｎｍ～１μｍの範囲にあり得る。

【0052】

ゲート構造１５０の側壁は、第１の面１０１に対して縦方向に整列され得るか又は縦方向に対してわずかに傾けられ得、対向する側壁同士は、互いに平行に延び得るか又は互いに向かって延び得る。一実施形態によれば、ゲート構造１５０の幅は、第１の面１０１から遠ざかるにつれて小さくなる。例えば、一方の側壁は、およそ軸外角度αだけ縦方向からずれており、他方の側壁は、およそ軸外角度－αだけ縦方向からずれている。

【0053】

一実施形態によれば、メサ部分１９０は、対向する２つの長手方向メサ側壁１９１、１９２を含み、これらは、隣り合う２つのゲート構造１５０と直接隣接する。少なくとも１つの第１のメサ側壁１９１は、電荷キャリア移動度が高い主結晶面内（例えば、｛１１－２０｝結晶面内）にある。第１のメサ側壁１９１に対向して位置する第２のメサ側壁１９２は、関連する主結晶面に対して軸外角度αの２倍（例えば、約８度）だけ傾けられ得る。

【0054】

ゲート構造１５０内の導電性ゲート電極１５５は、高ドープ多結晶シリコン層、一体型若しくは複数の部分に分かれた金属構造又はその両方を含み得る。ゲート電極１５５は、ゲートメタライゼーション３３０に電気的に接続され得、ゲートメタライゼーション３３０は、ゲート端子Ｇを形成するか又はそのようなゲート端子に電気的に接続若しくは結合される。

【0055】

ゲート構造１５０の少なくとも一方の側面に沿って、ゲート誘電体１５１は、ゲート電極１５５をＳｉＣ半導体ボディ１００から隔てる。ゲート誘電体１５１は、半導体誘電体（例えば、熱成長又は堆積した半導体酸化物（例えば、シリコン酸化物））、半導体窒化物（例えば、堆積又は熱成長したシリコン窒化物）、半導体酸窒化物（例えば、シリコン酸窒化物、他の何らかの堆積した誘電体材料）又はこれらの材料の任意の組み合わせであり得る。ゲート誘電体１５１の層厚は、トランジスタセルＴＣの閾値電圧が１Ｖ～８Ｖ又は３Ｖ～６Ｖの範囲にあるように選択され得る。

【0056】

ゲート構造１５０は、ゲート電極１５５及びゲート誘電体１５１のみを含み得るか、又はゲート電極１５５及びゲート誘電体１５１に加えて、更なる導電性構造及び／若しくは誘電性構造を含み得、例えば補償構造、フィールドプレート若しくは隔離誘電体を含み得る。

【0057】

メサ部分１９０では、ソース領域１１０は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側に向かって形成され、ソース領域は、第１の面１０１に直接隣接し得、且つ各メサ部分１９０の長手方向の側面において両メサ側壁１９１、１９２に直接隣接し得る。この場合、各メサ部分１９０に含まれ得るソース領域１１０は、互いに接続される複数の部分をＳｉＣ半導体ボディ１００内に有するか、又はメサ部分１９０の相互に対向する側面において互いに隔てられ、メサ部分１９０に隣接する接点又はトレンチ接点を介して低インピーダンスで互いに接続される少なくとも２つの部分をＳｉＣ半導体ボディ１００内に有する。

【0058】

メサ部分１９０は、ボディ領域１２０を更に含み、ボディ領域１２０は、ソース領域１１０の少なくとも幾つかの部分をドリフト構造１３０から隔て、ドリフト構造１３０との第１のｐｎ接合ｐｎ１を形成し、ソース領域１１０との第２のｐｎ接合ｐｎ２を形成する。ボディ領域１２０は、少なくとも第１のメサ側壁１９１に直接隣接する。ボディ領域１２０の縦方向の広がりは、トランジスタセルＴＣのチャネル長に一致し、２００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲又は４００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲にあり得る。ソース領域１１０及びボディ領域１２０の両方は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側の第１の負荷電極３１０に電気的に接続される。

【0059】

第１の負荷電極３１０は、第１の負荷端子Ｌ１を形成し得、第１の負荷端子Ｌ１は、ＭＣＤのアノード端子、パワーＭＯＳＦＥＴのソース端子、他の何らかのＩＧＦＥＴのソース端子若しくはＩＧＢＴのエミッタ端子であり得るか、又は第１の負荷電極３１０は、第１の負荷端子Ｌ１に電気的に接続若しくは結合され得る。裏側の第２の負荷電極３２０は、第２の負荷端子Ｌ２を形成し得、第２の負荷端子Ｌ２は、ＭＣＤのカソード端子、パワーＭＯＳＦＥＴのドレイン端子、他の何らかのＩＧＦＥＴのドレイン端子若しくはＩＧＢＴのコレクタ端子であり得るか、又は第２の負荷電極３２０は、第２の負荷端子Ｌ２に電気的に接続若しくは結合され得る。

【0060】

ボディ領域１２０と第２のメサ側壁１９２との間にダイオード領域１６０が形成され得、第２のメサ側壁１９２に沿ったダイオード領域１６０の最大ドーパント濃度は、第１のメサ側壁１９１に沿ったボディ領域１２０のドーパント濃度より高い（例えば、少なくとも２倍であるか又は更に１０倍である）。

【0061】

一実施形態によれば、トランジスタセルＴＣは、ｎチャネルＦＥＴセルであり、これは、ｐドープボディ領域１２０、ｎドープソース領域１１０及びｎドープドリフトゾーン１３１を有する。別の実施形態によれば、トランジスタセルＴＣは、ｐチャネルＦＥＴセルであり、これは、ｎドープボディ領域１２０、ｐドープソース領域１１０及びｐドープドリフトゾーン１３１を有する。

【0062】

半導体部品５００のオン状態時に第１の負荷電極３１０と第２の負荷電極３２０との間のＳｉＣ半導体ボディ１００を通って流れる負荷電流は、ゲート誘電体１５１に沿って誘起された反転チャネルにおける電荷キャリアフローとしてボディ領域１２０を通り抜ける。ダイオード領域１６０のドーパント濃度をボディ領域１２０のドーパント濃度より高くすることにより、第２のメサ側壁１９２に沿った反転チャネルの形成を防ぐことができ、ゲート構造１５０の底部のゲート誘電体１５１を劣化から保護することができ、且つ／又はダイオード領域１６０を第１の負荷電極３１０に低インピーダンス接続することができる。

【0063】

ダイオード領域１６０は、例えば、第１の面１０１に形成された接点又は第１の面１０１から各メサ部分１９０内に延びるトレンチ接点まで延び、第１の負荷電極３１０に電気的に接続又は結合される。ダイオード領域１６０は、一部がゲート構造１５０と縦方向に重なり合うことができ、ダイオード領域１６０の一部は、ゲート構造１５０の縦方向の投影内に形成される。ダイオード領域１６０の最大濃度は、ボディ領域１２０の最大濃度より高い。

【0064】

ボディ領域１２０の最大ドーパント濃度は、第１の面１０１の直下であり得る。ダイオード領域１６０では、ドーパント濃度は、第１の面１０１の近くで絶対最大値（即ち各ダイオード領域１６０に対してグローバルな最大値）であるのに加えて、第１の面１０１に対して最も深い領域及びゲート構造１５０の下端の下で極大値も有し得る。半導体部品５００のオフ状態では、ダイオード領域１６０のゲート構造１５０の下の部分は、ゲート誘電体１５１のクリティカルな領域を第１のｐｎ接合ｐｎ１における高電界からシールドし得る。隣り合うダイオード領域１６０同士の対向エッジ間の距離は、３００ｎｍ～５μｍの範囲、例えば５００ｎｍ～２μｍの範囲にあり得る。

【0065】

ダイオード領域１６０は、ドリフト構造１３０との第３のｐｎ接合ｐｎ３を形成する。第１のｐｎ接合ｐｎ１及び第３のｐｎ接合ｐｎ３は、固有ボディダイオードの一部を形成する。

【0066】

ダイオード領域１６０とドリフトゾーン１３１との間にドリフトゾーン１３１の導電型のゾーン１３３が形成され、図示される例示的実施形態では、ゾーン１３３は、それぞれの場合にダイオード領域１６０に直接隣接するが、別の実施形態によれば、ダイオード領域１６０からわずかに（例えば、１μｍ未満だけ）離間され得る。ゾーン１３３の横方向の広がりは、ダイオード領域１６０の横方向の広がりに対して小さいか、等しいか、又は大きいことができる。ゾーン１３３の縦方向の広がりΔｘは、最小で約５０ｎｍ且つ最大で約１μｍであり得る。この例示的実施形態では、ゾーン１３３は、チャネルのドレイン側端部から横方向にも縦方向にも離間され、第３のｐｎ接合ｐｎ３の領域における固有ボディダイオードのアノードエミッタ効率を下げる。

【0067】

図３Ａは、ＳｉＣ半導体ボディ１００の表側に平坦なゲート構造１５０を含む半導体部品５００を示し、ゲート構造１５０に対して対称に形成された２つのトランジスタセルＴＣにゲート構造１５０が個別に割り当てられる。

【0068】

ゲート構造１５０は、それぞれの場合に導電性ゲート電極１５５及びゲート誘電体１５１を含み、ゲート誘電体１５１は、第１の面１０１上に直接形成されて、ゲート電極１５５をＳｉＣ半導体ボディ１００から隔てる。第１の面１０１からＳｉＣ半導体ボディ１００内に延びるボディ領域１２０は、隣り合う２つのゲート構造１５０の隣り合う２つのトランジスタセルＴＣに割り当てられる。この２つのトランジスタセルＴＣのソース領域１１０は、第１の面１０１から、接点領域１２８を有するボディ領域１２０内に延びる。接点領域１２８は、接点領域１２８の外側のボディ領域１２０の主要部分より高いドーパント濃度を有し得る。更に、接点領域１２８は、ソース領域１１０間の第１の面１０１に隣接することが可能である。

【0069】

ドリフトゾーン１３１及び接点層１３９を有するドリフト構造１３０は、トランジスタセルＴＣをＳｉＣ半導体ボディ１００の第２の面１０２から隔て、ドリフトゾーン１３１は、隣り合うボディ領域１２０間の第１の面１０１に延び得る。第２の負荷電極３２０は、第２の面１０２に直接隣接する。

【0070】

オン状態では、トランジスタセルＴＣは、ボディ領域１２０のチャネル領域において、ソース領域１１０と、第１の面１０１に隣接するドリフトゾーン１３１の部分との間に第１の面１０１に沿って横方向反転チャネルを形成する。

【0071】

層間誘電体２１０は、ゲート電極１５５をＳｉＣ半導体ボディ１００の表側の第１の負荷電極３１０から隔てる。層間誘電体２１０の開口にある接点３１５は、第１の負荷電極３１０を接点領域１２８及びソース領域１１０に接続する。

【0072】

ゲート構造１５０から、及び特にトランジスタセルＴＣのチャネル端部から少なくとも縦方向に離間されるゾーン１３３は、ボディ領域１２０とドリフトゾーン１３１との間に形成される。ゾーン１３３は、ボディ領域１２０に直接隣接し得るか、又はボディ領域１２０から縦方向に最大で１μｍだけ離間され得る。ゾーン１３３の縦方向の広がりΔｘは、最小で約５０ｎｍ且つ最大で約１μｍである。

【0073】

ゾーン１３３の横方向の広がりは、ボディ領域１２０の横方向の広がりとほぼ一致し得るか、又はそれより大きいか若しくは小さいことができる。一実施形態によれば、互いに離れている複数のゾーン１３３の代わりに、セルアレイ領域の複数又は全てのトランジスタセルＴＣの上を横方向に連続的に延びる単一の連続的なゾーン１３３を形成することが可能である。

【0074】

図３Ｂでは、ゲート構造１５０は、Ｖ字形の縦断面を有するトレンチとして形成される。ゲート電極１５５は、トレンチの側壁及び底面に沿ってほぼ均一の層厚で延びる。隣り合うゲート構造１５０間のＳｉＣ半導体ボディ１００のメサ部分１９０は、第１の面１０１に沿って形成されたソース領域１１０と、またソース領域１１０とドリフト構造１３０との間のボディ領域１２０とを含む。

【0075】

ソース領域１１０の導電型のゾーン１３３は、ボディ領域１２０とドリフトゾーン１３１との間に形成され、ゲート構造１５０とトランジスタセルＴＣのチャネル端部とから横方向に離間される。

【0076】

図３Ｃの半導体部品５００は、第１の面１０１からＳｉＣ半導体ボディ１００内に延びるゲート構造１５０を含み、ゲート構造１５０の側壁は、第１の面１０１に対して垂直に延びる。隣り合うゲート構造１５０間のＳｉＣ半導体ボディ１００のメサ部分１９０にボディ領域１２０が形成され、ボディ領域１２０は、ドリフト構造１３０との第１のｐｎ接合ｐｎ１を形成し、第１の面１０１に沿って形成されたソース領域１１０との第２のｐｎ接合ｐｎ２を形成する。

【0077】

層間誘電体２１０は、ゲート構造１５０のゲート電極１５５を第１の負荷電極３１０から隔てる。隣り合うゲート構造１５０間でトレンチ接点３１６が第１の負荷電極３１０からメサ部分１９０内に延び、ＳｉＣ半導体ボディ１００に横方向に接触し、ソース領域１１０を第１の負荷電極３１０に接続する。ＳｉＣ半導体ボディ１００内のトレンチ接点の一部の縦方向の広がりは、ゲート構造１５０の縦方向の広がりとほぼ一致し得る。

【0078】

トレンチ接点３１６の下にダイオード領域１６０が形成され、このダイオード領域は、ボディ領域１２０に横方向に隣接し得、より高ドープのダイオード接点領域１６９を介してトレンチ接点３１６に接続される。ダイオード領域１６０の横方向の広がりは、トレンチ接点３１６の対応する横方向の広がりより大きいことができる。ダイオード領域１６０は、ボディ領域１２０の導電型のドープ半導体領域を形成し、トレンチ接点３１６の側壁に沿ってソース領域１１０まで延び得、ドリフト構造１３０との第３のｐｎ接合ｐｎ３を形成する。

【0079】

導電型のドリフトゾーン１３１であって、ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度の少なくとも２倍であるドーパント濃度を有するゾーン１３３は、ダイオード領域１６０とドリフトゾーン１３１との間に形成される。ゾーン１３３は、ゲート構造１５０とトランジスタセルＴＣのチャネル端部とから縦方向及び横方向の両方に離間される。

【0080】

図４では、半導体部品５００は、図２Ａ～２Ｂで説明されたようにトレンチとして形成されたゲート構造１５０を有するＳｉＣ半導体ボディ１００をベースとするＭＯＳＦＥＴであり、第１の負荷電極３１０は、ソース端子Ｓに接続され、第２の負荷電極３２０は、ドレイン端子Ｄに接続される。

【0081】

ゲート構造１５０の上方の１つ以上の層から構成される層間誘電体２１０がゲート電極１５５を覆う。層間誘電体２１０は、例えば、熱シリコン酸化物、堆積シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物又はガラス（例えば、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＰＢＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）、ＦＳＧ（フッ素シリケートガラス）若しくはスピンオンガラス）の層を含み得るか、又はそのような層で構成され得る。接点３１５が層間誘電体２１０の開口を通り抜けて延び、層間誘電体２１０に載る第１の負荷電極３１０をソース領域１１０及びボディ領域１２０に接続する。この部品の裏側では、第２の負荷電極３２０は、接点層１３９と第２の面１０２とを接触させる。

【0082】

ソース領域１１０は、それぞれの場合にトレンチ構造１５０のアクティブな側壁に沿ってトレンチ構造１５０に直接隣接し得、ボディ領域１２０と第１の面１０１との間にのみ形成され得る。図示された実施形態によれば、ソース領域１１０は、アクティブな側壁に沿う第１の部分１１１に加えて、１つ以上の第２の部分１１２も含み、第２の部分は、トレンチ構造１５０の非アクティブな側壁に隣接し、それぞれの場合にダイオード領域１６０と第１の面１０１との間に形成される。半導体ボディ１００では、第２の部分１１２は、例えば、ダイオード領域１６０及び／又はボディ領域１２０によって第１の部分１１１から隔てられ得るか、又は同じ導電型の更なる部分を介して第１の部分１１１に接続され得る。

【0083】

第１の負荷電極３１０、第２の負荷電極３２０及び／又は接点３１５は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム及び／若しくは銅の合金（例えば、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ若しくはＡｌＳｉＣｕ等）を主成分として含み得る。別の実施形態によれば、２つの負荷電極３１０、３２０の少なくとも一方は、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）及び／又はパラジウム（Ｐｄ）を１つ以上の主成分として含み得る。２つの負荷電極３１０、３２０の少なくとも一方は、２つ以上の部分層を含み得、各部分層は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ａｇ、Ａｕ、Ｗ、Ｓｎ、Ｐｔ及び／又はＰｄを１つ以上の主成分（例えば、ケイ化物、窒化物及び／又は合金）として含み得る。例えば、接点３１５は、（例えば）金属ケイ化物から構成される界面層３１１と、第１の負荷電極３１０の材料から構成される主層３１２とを含み得、界面層３１１は、ＳｉＣ半導体ボディ１００に隣接し、且つ主層３１２をＳｉＣ半導体ボディ１００から隔てる。

【0084】

ドリフト構造１３０は、ボディ領域１２０とドリフトゾーン１３１との間にドリフトゾーン１３１の導電型の電流分布ゾーン１３７を含む。電流分布ゾーン１３７の平均ドーパント濃度は、ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度の少なくとも２倍、例えば少なくとも１０倍である。電流分布ゾーン１３７の横方向オーム抵抗が下がることにより、ボディ領域１２０を通る電荷キャリアフローが横方向に広がり、ドリフトゾーン１３１のドーパント濃度が比較的低い場合でもドリフトゾーン１３１内にほぼ均一な電流分布が確立される。電流分布ゾーン１３７は、トランジスタセルＴＣのチャネル端部に直接隣接する。

【0085】

ゾーン１３３は、ゲート構造１５０から離間され、従ってトランジスタセルＴＣのチャネル端部からも離間される。ゾーン１３３の縦方向の広がりΔｘは、最小で５０ｎｍ且つ最大で１０００ｎｍであり、例えば最小で１００ｎｍ且つ最大で５００ｎｍである。ゾーン１３３の平均正味ドーパント濃度ｎ２は、電流分布ゾーン１３７の平均正味ドーパント濃度ｎ１より高く、ドリフトゾーン１３１の平均正味ドーパント濃度ｎ^－より高い。ゾーン１３３は、ダイオード領域１６０に直接隣接し得るか又はダイオード領域１６０から縦方向に離間され得、その場合、ドリフトゾーン１３１の縦方向の第１の部分がゾーン１３３をダイオード領域１６０から隔てる。

【0086】

ゾーン１３３は、複数の隣り合うトランジスタセルＴＣの上、例えばトランジスタセルがないエッジ終端領域に囲まれたセルアレイ領域の全てのトランジスタセルＴＣの上を横方向に連続的に延びる。

【0087】

図５では、ダイオード領域１６０は、それぞれの場合に第１の面１０１の近くでドーパント濃度が最大である第１の部分領域１６１と、またゲート構造１５０の下の領域でドーパント濃度の極大値を有する第２の部分領域１６２とを含み、第１の部分領域１６１は、第２の部分領域１６２を第１の面１０１から隔てる。ダイオード領域１６０全体のドーパント濃度は、第２の部分領域１６２で極大値を有し、及び／又は第１の部分領域１６１において且つ極大値と第１の面１０１との間において（各ダイオード領域１６０に対して）グローバルな最大値を有することが可能である。

【0088】

第１の部分領域１６１は、同じメサ部分１９０のソース領域１１０及びボディ領域１２０と横方向に隣接し、また隣接するゲート構造１５０の非アクティブな側壁と横方向に隣接する。第１の部分領域１６１はまた、ゲート構造１５０の底面の一部に沿って更に延び得る。第２の部分領域１６２は、第１の部分領域１６１をドリフト構造１３０から横方向及び縦方向に隔てる。

【0089】

ダイオード領域１６０の第２の部分領域１６２の最大ドーパント濃度ｐ２は、第１の部分領域１６１の最大ドーパント濃度ｐ^＋より低く、ボディ領域１２０の最大ドーパント濃度より高いことができる。第１の部分領域１６１の最大ドーパント濃度ｐ^＋は、第２の部分領域１６２の最大ドーパント濃度ｐ２の少なくとも２倍であり得、例えば少なくとも１０倍であり得る。

【0090】

ゾーン１３３は、ダイオード領域１６０の第２の部分領域１６２の下端に直接隣接し得、この場合、複数のトランジスタセルＴＣの上、例えばセルアレイ領域の全てのトランジスタセルＴＣの上を横方向に延び得る。ドリフト構造１３０は、ゾーン１３３とドリフトゾーン１３１との間に電流分布層１３７１を含み得、電流分布層１３７１のドーパント濃度は、電流分布ゾーン１３７のドーパント濃度とほぼ同じであり得る。

【0091】

図６Ａ及び６Ｂは、２つの半導体部品５００のＳｉＣ半導体ボディ１００の横断面図を示し、図６Ａは、ゲート構造１５０を横切る第１の横方向平面での断面図を示し、図６Ｂは、ゾーン１３３を横切る第２の横方向平面での断面図を示す。

【0092】

半導体部品５００は、それぞれの場合にセルアレイ領域６１０及びエッジ終端領域６９０を含み、エッジ終端領域６９０は、セルアレイ領域６１０を部分的又は完全に取り囲み、セルアレイ領域６１０を、ＳｉＣ半導体ボディ１００の、第１の面１０１と第２の面１０２とをつなぐ側面１０３から隔てる。半導体部品５００の全ての機能するトランジスタセルＴＣは、それぞれの場合にセルアレイ領域６１０内に形成される。エッジ終端領域６９０には、機能するトランジスタセルＴＣがない。エッジ終端領域６９０には、電界を横方向に減少させるエッジ終端構造が形成され得る。

【0093】

図６Ａは、少なくともセルアレイ領域６１０の大部分の上を延びるゾーン１３３を示す。ゾーン１３３は、セルアレイ領域６１０の４辺全ての上を延びてエッジ終端領域６９０の内側部分領域に入り得るか、又はエッジ終端領域６９０に全く存在しなくてよい。従って、場合によりゾーン１３３に起因するセルアレイ領域６１０の一次元阻止能力の低下は、エッジ終端によって引き起こされる阻止能力の低下より小さいことができる。

【0094】

図６Ｂに示される半導体部品５００は、トレンチとして配置されたストリップ状ゲート構造１５０に沿って形成されたストリップ状トランジスタセルＴＣを含む。半導体部品５００は、複数の相互に離隔されたゾーン１３３を含み、これらは、互いにほぼ平行に且つ一部がゲート構造１５０と重なり合うように形成され、ゾーン１３３は、トランジスタセルＴＣのパターンに従って構造化される。

【0095】

図７では、特性曲線７０３は、連続的なゾーン１３３を含み、図５によるダイオード領域１６０を含む半導体部品の場合の温度上昇とともに順方向電圧Ｕ_ＦＤが上昇する様子を示し、ゾーン１３３のドーパントは、バンドギャップにおいて深いエネルギレベルを有するドーパント、例えばリン、クロム及び／又はイリジウムを含む。隣り合うダイオード領域１６０間において、深いエネルギレベルを有するドーパントが温度上昇とともにエミッタ効率を下げ、その結果として、温度に対する順方向電圧Ｕ_ＦＤの上昇は、ゾーンを含まない仮想的な他に同一の参照用部品の場合の上昇より抑えられることがわかる（この仮想的な場合を示す特性曲線７０２は、温度上昇とともに順方向電圧Ｕ_ＦＤがより急峻に上昇する様子を示す）。

【0096】

図８Ａ及び８Ｂの半導体部品５００では、ダイオード領域１６０は、変化する大きさのドーパント濃度を有する部分１６１１、１６１２を含み、部分１６１１、１６１２は、ゲート構造１５０の長手方向に交互に配置される。図示された例示的実施形態では、ダイオード領域１６０の第１の部分領域１６１は、高ドープの第１の部分１６１１を含み、第１の部分１６１１は、連続的な下部部分と複数の上部部分とを含み、これらは、メサ部分１９０の長手軸に沿って弱ドープの第２の部分１６１２と交互になる。従って、ダイオード領域１６０の少なくとも第１の部分領域１６１は、ｐ型ドープが比較的高い比較的狭い領域のみを有し、これらの領域は、横方向の広がりが小さいことにより、サージ電流の場合にのみ活性化され、固有ボディダイオードのサージ電流強度を高める。弱ドープの第２の部分１６１２は、ダイオード領域１６０の第１の部分領域１６１の底部まで延び得る。代替として、第２の部分領域１６２のドーパント濃度は、ゲート構造１５０の長手方向に沿って変化し得る。

【0097】

ゲート構造１５０の長手方向に沿った高ドープの第１の部分１６１１の長手方向の広がりｌ１は、およそ１００ｎｍ～１０００ｎｍ又はおよそ２００ｎｍ～５００ｎｍであり得る。ゲート構造１５０の長手方向に沿った弱ドープの第２の部分１６１２の長手方向の広がりｌ２は、最小で５００ｎｍ且つ最大で５０００ｎｍであり得る。

【0098】

図９Ａに示される半導体部品５００は、ＳｉＣ半導体ボディ１００のゾーン１３３と第２の面１０２との間に形成された再結合ゾーン１３５を含む。再結合ゾーン１３５では、再結合中心の密度は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の、再結合ゾーン１３５の外側の部分の密度より高い。例えば、再結合ゾーン１３５内では、再結合率は、再結合ゾーン１３５の外側の再結合率の少なくとも２倍である。一実施形態によれば、再結合ゾーン１３５の再結合率は、ドリフトゾーン１３１の、再結合ゾーン１３５の外側の部分の再結合率の少なくとも１０倍である。再結合中心は、結合格子欠陥、重金属原子又はその両方を含む。再結合ゾーン１３５は、半導体部品５００の動作時に形成される空間電荷ゾーンが絶対最大定格以内であれば、再結合ゾーン１３５に接触したり重なったりしないように形成され得る。例えば、フィールドストップ／バッファ層１３８の少なくとも１つの部分は、第１の面１０１に向かう再結合ゾーン１３５の上流に配設され得る。

【0099】

例えば、再結合ゾーン１３５は、水素、ヘリウム及び／又はより重いイオン（例えば、アルゴン、ゲルマニウム、シリコン及び／又は炭素）の注入によって発生し、注入によってＳｉＣ半導体ボディ１００の結晶に格子欠陥が発生し、これは、その後の熱処理で完全にアニールされるわけではない。

【0100】

別の実施形態によれば、再結合ゾーン１３５の再結合中心は、シリコンカーバイド内を非常にゆっくりと拡散する、ほぼ位置固定された重金属イオンを含む。再結合中心は、１種類の重金属又は少なくとも２種類の重金属から与えられ得る。適切な重金属として、例えば、モリブデン、タングステン、白金、バナジウム及び金がある。

【0101】

再結合ゾーン１３５は、連続的な水平層を形成し得るか又は構造化され得る。例えば、再結合ゾーン１３５は、エッジ終端領域に存在しなくてよく、又はエッジ終端領域に排他的又は支配的に形成され得る。

【0102】

再結合ゾーン１３５の縦方向の広がりは、最小で１０ｎｍ（例えば、最小で５０ｎｍ）且つ最大で１μｍ（例えば、最大で５００ｎｍ）である。再結合ゾーン１３５の領域内で電荷キャリアが再結合する場合、再結合は、点状の再結合中心で発生する。再結合事象の少なくとも大部分が結晶積層欠陥から離れて点状の再結合中心に向かうようにシフトされることの結果として、セルアレイ領域内の結晶積層欠陥の成長が大幅に抑えられる。

【0103】

再結合ゾーン１３５は、ゾーン１３３と第２の面１０２との間、例えばドリフトゾーン１３１内に形成される。再結合ゾーン１３５は、少なくとも一部がフィールドストップ／バッファ層１３８と重なり合うことができ、そうでなければ完全にフィールドストップ／バッファ層１３８内に実装され得、フィールドストップ／バッファ層１３８は、ドリフトゾーン１３１と接点層１３９との間に形成される。フィールドストップ／バッファ層１３８は、ドリフトゾーン１３１の導電型であり得る。フィールドストップ／バッファ層１３８の平均ドーパント濃度は、ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度より高く、接点層１３９の平均ドーパント濃度より低い。

【0104】

図９Ｂは、追加的な更なる再結合ゾーン１３２を含む半導体部品５００に関し、再結合ゾーン１３２は、ボディ領域１２０と再結合ゾーン１３５との間に形成され、再結合ゾーン１３５から離間される。更なる再結合ゾーン１３２は、ゾーン１３３の近くに形成され得るか、又はゾーン１３３に隣接して形成され得るか、又はゾーン１３３と重なり合って形成され得る。更なる再結合ゾーン１３２では、再結合中心の密度は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の、再結合ゾーン１３５、１３２の外側の部分の密度より高い。例えば、更なる再結合ゾーン１３２内では、再結合率は、再結合ゾーン１３５、１３２の外側の再結合率の少なくとも２倍である。一実施形態によれば、更なる再結合ゾーン１３２の再結合率は、ドリフトゾーン１３１の、再結合ゾーン１３２、１３５の外側の部分の再結合率の少なくとも１０倍である。再結合中心は、結合格子欠陥、重金属原子又はその両方を含む。

【0105】

再結合ゾーン１３５、１３２は、半導体部品５００の動作時に形成される空間電荷ゾーンが絶対最大定格以内であれば、再結合ゾーン１３５、１３２のいずれかに接触したり重なったりしないように形成され得る。

【0106】

部品の所望の阻止能力に応じて、ドリフトゾーン１３１の縦方向の広がりは、少なくとも３μｍ又は少なくとも８μｍであり、ドリフトゾーン１３１のドーパント濃度は、最大で５×１０^１６ｃｍ^－３である。再結合ゾーン１３５と更なる再結合ゾーン１３２との間の距離Δｖは、ドリフトゾーン１３１の縦方向の広がりΔｗの少なくとも半分又は８０％であり得る。

【0107】

図９Ｃの半導体部品５００は、ゾーン１３３が存在しない点が図９Ｂと異なる。

【0108】

図１０Ａ及び１０Ｂに示される半導体部品５００は、それぞれの場合にＳｉＣ半導体ボディ１００内に形成されたｐｎダイオード構造を含む。半導体部品５００は、例えば、ｐｎダイオードであり、又はｐｎダイオードに加えて、更なる半導体素子（例えば、トランジスタ）も含む半導体部品である。

【0109】

ＳｉＣ半導体ボディ１００は、それぞれの場合に第１の導電型のドリフトゾーン１３１を有するドリフト構造１３０を含み、ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度は、最小で５×１０^１４ｃｍ^－３且つ最大で５×１０^１６ｃｍ^－３である。部品の所望の阻止能力に応じて、ドリフトゾーン１３１の縦方向の広がりは、最小で３μｍ又は最小で８μｍである。

【0110】

ドリフト構造１３０と第１の面１０１との間において、第２の導電型の注入領域１２５は、ＳｉＣ半導体ボディ１００内に形成され、ＳｉＣ半導体ボディ１００の第１の面１０１に隣接する。第１の面１０１にある接点構造３４０は、注入領域１２５に電気的に接触する。接点構造３４０は、アノード端子Ａを形成するか、又はアノード端子Ａに電気的に接続される。

【0111】

ドリフト構造１３０は、ＳｉＣ半導体ボディ１００のドリフトゾーン１３１と、第１の面１０１の反対側に位置する第２の面１０２との間に高ドープ接点層１３９を含む。裏側接点構造３５０は、接点層１３９とのオーム接点を形成する。裏側の接点構造３５０は、半導体部品５００のカソード端子Ｋを形成し得るか、又はカソード端子Ｋに電気的に接続され得る。

【0112】

第１の導電型のゾーン１３３は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の注入領域１２５と第２の面１０２との間に形成され、第２の面１０２は、第１の面１０１の反対側に位置し、接点構造３４０から電気的に隔離される。

【0113】

図１０Ａの半導体部品５００では、ゾーン１３３は、第２の導電型の注入領域１２５に直接隣接し、横方向に構造化される。

【0114】

これに対し、図１０Ｂに示される半導体部品５００は、注入領域１２５から離間された連続ゾーン１３３を含み、注入領域１２５とゾーン１３３との間の距離Δｚは、最大で２μｍであり、例えば最大で１μｍである。

【0115】

ＳｉＣ半導体ボディ１００及びゾーン１３３の詳細及び実施形態については、上述の半導体部品５００を参照されたい。例えば、図１０Ａ及び１０Ｂによる半導体部品５００は、ゾーン１３３と第２の面１０２との間に少なくとも１つの再結合ゾーン１３５を含み得る。

【0116】

図１１Ａ及び１１Ｂの半導体部品５００は、それぞれの場合にＳｉＣ半導体ボディ１００内で支配的に形成されたＭＰＳ（マージドピンショットキー）ダイオード構造を含む。

【0117】

ＳｉＣ半導体ボディ１００は、それぞれの場合に第１の導電型のドリフトゾーン１３１を有するドリフト構造１３０を含み、ドリフトゾーン１３１の平均ドーパント濃度は、最小で１０^１５ｃｍ^－３である。半導体部品５００の所望の阻止能力に応じて、ドリフトゾーン１３１の縦方向の広がりは、最小で１μｍ、又は最小で３μｍ、又は最小で８μｍである。ドリフトゾーン１３１の縦方向の広がりは、最大で４０μｍ又は最大で２０μｍであることが可能である。

【0118】

ドリフト構造１３０と第１の面１０１との間において、第２の導電型の複数の注入領域１２５は、それぞれの場合にＳｉＣ半導体ボディ１００内で形成され、ＳｉＣ半導体ボディ１００の第１の面１０１に隣接する。第１の面１０１にある接点構造３４０は、注入領域１２５と、ドリフトゾーン１３１の、注入領域１２５間で第１の面１０１に隣接する部分との両方に電気的に接触し、接点構造３４０は、ドリフトゾーン１３１とのショットキー接点ＳＣを形成する。接点構造３４０は、半導体部品５００のアノード端子Ａを形成するか、又はアノード端子Ａに電気的に接続される。

【0119】

ドリフト構造１３０は、ＳｉＣ半導体ボディ１００のドリフトゾーン１３１と、第１の面１０１の反対側に位置する第２の面１０２との間に高ドープ接点層１３９を含む。裏側接点構造３５０は、接点層１３９とのオーム接点を形成する。裏側の接点構造３５０は、半導体部品５００のカソード端子Ｋを形成し得るか、又はカソード端子Ｋに電気的に接続され得る。

【0120】

少なくとも１つの第１の導電型のゾーン１３３は、ＳｉＣ半導体ボディ１００の注入領域１２５と第２の面１０２との間に形成され、第２の面１０２は、第１の面１０１の反対側に位置し、接点構造３４０から電気的に隔離される。

【0121】

図１１Ａの半導体部品５００は、複数のゾーン１３３を含み、各ゾーン１３３は、注入領域１２５の１つに直接隣接し、ゾーン１３３の横方向の広がりは、注入領域１２５の横方向の広がりとほぼ一致し得る。

【0122】

これに対し、図１１Ｂに示される半導体部品５００は、注入領域１２５から離間された連続ゾーン１３３を含み、注入領域１２５とゾーン１３３との間の縦方向距離Δｚは、それぞれの場合に最大で１μｍである。

【0123】

図１２Ａは、（例えば、図２Ａ及び２Ｂに示されたような）トランジスタセルＴＣを有する電界効果トランジスタ構造を含む半導体部品５００の製造方法に関する。

【0124】

（例えば、図２Ａ及び２Ｂに示されたような）半導体ボディ１００の前駆体を含む半導体基板にマスク層が塗布され、マスク層は、フォトリソグラフィ法により構造化され、マスク層から、マスク開口を有する注入マスクが現れる。これ以降、「半導体基板」は、ウエハ及び／又はエピタキシャル成長したシリコンカーバイド半導体ボディを含み得る。

【0125】

ドープ半導体領域を規定するドーパントは、イオン注入により、マスク開口から投入される（９０２）。更に、ゾーンを規定するドーパントは、イオン注入により、マスク開口から投入される（９０４）。ゾーンを規定するドーパントの投入は、半導体領域を規定するドーパントの投入前及び／又は後に行われ得る。

【0126】

図１２Ｂは、図１１Ａに示されたような、ＭＰＳダイオード構造を含む半導体部品５００の製造方法に関する。

【0127】

図１１Ａに示されたような半導体部品５００の前駆体を含む半導体基板にマスク層が塗布され、マスク層は、フォトリソグラフィ法により構造化され、マスク層から、マスク開口を有する注入マスクが現れる。

【0128】

注入領域を規定するドーパントは、イオン注入により、マスク開口から投入される（９１２）。その前又は後に、ゾーンを規定するドーパントは、イオン注入により投入される（９１４）。

【符号の説明】

【0129】

１００ 半導体ボディ
１０１ 第１の面
１０２ 第２の面
１０３ 側面
１０４ 法線
１１０ ソース領域
１１１ 第１の部分
１１２ 第２の部分
１２０ ボディ領域
１２５ 注入領域
１２８ 接点領域
１３０ ドリフト構造
１３１ ドリフトゾーン
１３２ 再結合ゾーン
１３３ ゾーン
１３５ 再結合ゾーン
１３７ 電流分布ゾーン
１３８ フィールドストップ／バッファ層
１３９ 接点層
１５０ ゲート構造
１５１ ゲート誘電体
１５５ ゲート電極
１６０ ダイオード領域
１６１ 第１の部分領域
１６２ 第２の部分領域
１６９ ダイオード接点領域
１９０ メサ部分
１９１ 第１のメサ側壁
１９２ 第２のメサ側壁
２１０ 層間誘電体
３１０ 第１の負荷電極
３１１ 界面層
３１２ 主層
３１５ 接点
３１６ トレンチ接点
３２０ 第２の負荷電極
３３０ ゲートメタライゼーション
３４０ 接点構造
３５０ 裏側接点構造
５００ 半導体部品
６１０ セルアレイ領域
６９０ エッジ終端領域
７０２ 特性曲線
７０３ 特性曲線
１３７１ 電流分布層
１６１１ 第１の部分
１６１２ 第２の部分

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】