特許 7456440 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法

(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】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/78 20060101AFI20240319BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240319BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 652H

H01L29/78 652T

H01L29/78 652S

H01L29/78 652F

H01L29/78 653A

H01L29/78 658G

H01L29/78 658A

H01L29/78 658F

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021525948

(86)(22)【出願日】2020-05-13

(86)【国際出願番号】 JP2020019061

(87)【国際公開番号】W WO2020250612

(87)【国際公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-12-21

(31)【優先権主張番号】P 2019107907

(32)【優先日】2019-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 健良

【審査官】石塚 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８３２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３０２６５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１３５５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２０７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８７００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１０５９４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／７８

Ｈ０１Ｌ ２９／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／３３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面と、前記第１主面と反対側の第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、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、かつ第１導電型を有する第１不純物領域と、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第１不純物領域に接して設けられ、かつ前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２不純物領域と、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第１不純物領域から隔てられるように前記第２不純物領域に接して設けられ、かつ前記第１導電型を有する第３不純物領域と、
前記第１不純物領域に接し、前記第１不純物領域と前記第２主面との間にあり、かつ前記第１導電型を有する第１領域と、前記第２不純物領域および前記第１領域の各々と接し、かつ前記第２導電型を有する第２領域とを有する第１スーパージャンクション部と、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、かつ前記第１導電型を有する第４不純物領域と、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第４不純物領域に接して設けられ、かつ前記第２導電型を有する第５不純物領域と、
前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第４不純物領域から隔てられるように前記第５不純物領域に接して設けられ、かつ前記第１導電型を有する第６不純物領域と、
前記第４不純物領域に接し、前記第４不純物領域と前記第２主面との間にあり、かつ前記第１導電型を有する第３領域と、前記第５不純物領域および前記第３領域の各々と接し、かつ前記第２導電型を有する第４領域とを有する第２スーパージャンクション部と、
前記第２不純物領域に接し、前記第２導電型を有し、かつ前記第２不純物領域よりも高い不純物濃度を有する第１コンタクト領域と、
前記第５不純物領域に接し、前記第２導電型を有し、かつ前記第５不純物領域よりも高い不純物濃度を有する第２コンタクト領域と、を含み、
前記第２領域は、前記第２不純物領域に接する第１端面と、前記第１端面と反対側の第２端面とを有し、
前記第４領域は、前記第５不純物領域に接する第３端面と、前記第３端面と反対側の第４端面とを有し、
前記第１領域と、前記第２領域と、前記第４領域と、前記第３領域とは、前記第２主面と平行な第１方向に並んで設けられており、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第４領域との間にあり、かつ前記第４領域は、前記第２領域と前記第３領域との間にあり、
前記第１主面には、前記第２領域と前記第４領域とを隔てる第１トレンチが設けられており、さらに、
前記第１トレンチの内部に設けられた第１絶縁体を備え、
前記第２主面に対して垂直な方向において、前記第１トレンチの底面は、前記第２端面と前記第２主面との間にあり、かつ前記第４端面と前記第２主面との間にあり、
前記第１コンタクト領域は、前記第１トレンチの第１側面および前記第１主面の各々に接し、かつ、前記第２コンタクト領域は、前記第１トレンチの第２側面および前記第１主面の各々に接している、炭化珪素半導体装置。

【請求項2】

前記第１領域および前記第３領域の各々の不純物濃度は、３×１０¹⁶ｃｍ^-3以上３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下である、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方向において、前記第１領域の幅を第１幅とし、前記第２領域の幅を第２幅とし、かつ前記第１領域の不純物濃度を第１濃度とし、前記第２領域の不純物濃度を第２濃度とした場合、前記第１濃度に前記第１幅を乗じた値を前記第２濃度に前記第２幅を乗じた値で除した値は、０．５以上１．５以下であり、かつ、
前記第１方向において、前記第３領域の幅を第３幅とし、前記第４領域の幅を第４幅とし、かつ前記第３領域の不純物濃度を第３濃度とし、前記第４領域の不純物濃度を第４濃度とした場合、前記第３濃度に前記第３幅を乗じた値を前記第４濃度に前記第４幅を乗じた値で除した値は、０．５以上１．５以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項4】

前記第２幅および前記第４幅の各々は、０．２μｍ以上２μｍ以下である、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方向における前記第１トレンチの幅は、０．５μｍ以上５μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項6】

前記第１トレンチの深さは、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項7】

前記第１トレンチの深さを、前記第１方向における前記第１トレンチの幅で除した値は、０．５以上２５以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項8】

前記第１トレンチは、前記第２領域に接しかつ前記第２領域から前記第１領域に向かって凹んでいる前記第１側面と、前記第４領域に接しかつ前記第４領域から前記第３領域に向かって凹んでいる前記第２側面とを有している、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項9】

前記第１方向において、前記第１領域の最大幅から前記第１領域の最小幅を差し引いた値は、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であり、かつ、
前記第１方向において、前記第３領域の最大幅から前記第３領域の最小幅を差し引いた値は、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項８に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項10】

前記第１不純物領域と前記第１領域とは一体であり、かつ前記第４不純物領域と前記第３領域とは一体である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項11】

前記第１主面においては、前記第２主面に対して垂直な方向に見て、前記第１トレンチを取り囲む第２トレンチが設けられており、さらに、
前記第２トレンチの内部に設けられた第２絶縁体を備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

【請求項12】

炭化珪素単結晶基板と、前記炭化珪素単結晶基板上に設けられかつ第１導電型を付与可能な不純物イオンを有する炭化珪素エピタキシャル層とを含む炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル層に、第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面とを有するトレンチを形成する工程と、
前記第１側面に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第２領域を形成する工程と、
前記第２側面に対して前記第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第４領域を形成する工程とを備え、
前記炭化珪素エピタキシャル基板は、第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、
前記炭化珪素エピタキシャル層は、前記第１導電型を有しかつ前記第２領域に接する第１領域と前記第２領域とを有する第１スーパージャンクション部と、前記第１導電型を有しかつ前記第４領域に接する第３領域と前記第４領域とを有する第２スーパージャンクション部と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第１領域に接し、かつ前記第１導電型を有する第１不純物領域と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第１不純物領域および前記第２領域の各々に接して設けられ、かつ前記第２導電型を有する第２不純物領域と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第１不純物領域から隔てられるように前記第２不純物領域に接して設けられ、かつ前記第１導電型を有する第３不純物領域と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第３領域に接し、かつ前記第１導電型を有する第４不純物領域と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第４不純物領域および前記第４領域の各々に接して設けられ、かつ前記第２導電型を有する第５不純物領域と、前記第１主面と前記第２主面との間にあり、前記第４不純物領域から隔てられるように前記第５不純物領域に接して設けられ、かつ前記第１導電型を有する第６不純物領域と、前記第２不純物領域に接し、前記第２導電型を有し、かつ前記第２不純物領域よりも高い不純物濃度を有する第１コンタクト領域と、前記第５不純物領域に接し、前記第２導電型を有し、かつ前記第５不純物領域よりも高い不純物濃度を有する第２コンタクト領域と、を含み、
前記第１コンタクト領域は、前記第１側面および前記第１主面の各々に接し、かつ、前記第２コンタクト領域は、前記第２側面および前記第１主面の各々に接し、
前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素エピタキシャル層との境界面に対して垂直な方向において、前記トレンチの底面は、前記第２領域および前記第４領域の各々と、前記炭化珪素単結晶基板との間に位置しており、さらに、
前記トレンチを絶縁体で埋める工程とを備える、炭化珪素半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記第２領域を形成する工程および前記第４領域を形成する工程の各々において、前記底面に対して前記第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入され、さらに、
前記底面に対して注入された前記第２導電型を付与可能な不純物イオンをエッチングにより除去する工程を備える、請求項１２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。

【請求項14】

前記第２領域を形成する工程および前記第４領域を形成する工程の各々において、前記底面に対して前記第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入されないように斜め注入が行われる、請求項１２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。

【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および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。本出願は、２０１９年６月１０日に出願した日本特許出願である特願２０１９－１０７９０７号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

【背景技術】

【0002】

国際公開２０１９／０６９４１６号（特許文献１）には、スーパージャンクション部を有するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１９／０６９４１６号

【発明の概要】

【0004】

本開示に係る炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板と、第１絶縁体と、第１電極と、第２電極とを備えている。炭化珪素基板は、第１主面と、第１主面と反対側の第２主面とを有する。炭化珪素基板は、第１主面と第２主面との間にあり、かつ第１導電型を有する第１不純物領域と、第１主面と第２主面との間にあり、第１不純物領域に接して設けられ、かつ第１導電型と異なる第２導電型を有する第２不純物領域と、第１主面と第２主面との間にあり、第１不純物領域から隔てられるように第２不純物領域に接して設けられ、かつ第１導電型を有する第３不純物領域と、第１不純物領域に接し、第１不純物領域と第２主面との間にあり、かつ第１導電型を有する第１領域と、第２不純物領域および第１領域の各々と接し、かつ第２導電型を有する第２領域とを有する第１スーパージャンクション部と、第１主面と第２主面との間にあり、かつ第１導電型を有する第４不純物領域と、第１主面と第２主面との間にあり、第４不純物領域に接して設けられ、かつ第２導電型を有する第５不純物領域と、第１主面と第２主面との間にあり、第４不純物領域から隔てられるように第５不純物領域に接して設けられ、かつ第１導電型を有する第６不純物領域と、第４不純物領域に接し、第４不純物領域と第２主面との間にあり、かつ第１導電型を有する第３領域と、第５不純物領域および第３領域の各々と接し、かつ第２導電型を有する第４領域とを有する第２スーパージャンクション部と含んでいる。第２領域は、第２不純物領域に接する第１端面と、第１端面と反対側の第２端面とを有している。第４領域は、第５不純物領域に接する第３端面と、第３端面と反対側の第４端面とを有している。第１領域と、第２領域と、第４領域と、第３領域とは、第２主面と平行な第１方向に並んで設けられている。第２領域は、第１領域と第４領域との間にあり、かつ第４領域は、第２領域と第３領域との間にある。第１主面には、第２領域と第４領域とを隔てる第１トレンチが設けられている。第１絶縁体は、第１トレンチの内部に設けられている。第２主面に対して垂直な方向において、第１トレンチの底面は、第２端面と第２主面との間にあり、かつ第４端面と第２主面との間にある。

【0005】

本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素単結晶基板と、炭化珪素単結晶基板上に設けられかつ第１導電型を付与可能な不純物イオンを有する炭化珪素エピタキシャル層とを含む炭化珪素エピタキシャル基板が準備される。炭化珪素エピタキシャル層に、第１側面と、第１側面に対向する第２側面とを有するトレンチが形成される。第１側面に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第２領域が形成される。第２側面に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第４領域が形成される。炭化珪素エピタキシャル層は、第１導電型を有しかつ第２領域に接する第１領域と第２領域とを有する第１スーパージャンクション部と、第１導電型を有しかつ第４領域に接する第３領域と第４領域とを有する第２スーパージャンクション部とを含んでいる。炭化珪素単結晶基板と炭化珪素エピタキシャル層との境界面に対して垂直な方向において、トレンチの底面は、第２領域および第４領域の各々と、炭化珪素単結晶基板との間に位置している。トレンチが絶縁体で埋められる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１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模式図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。

【図3】図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成を示す平面模式図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面模式図である。

【図6】図６は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面模式図である。

【図7】図７は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図8】図８は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１工程を示す断面模式図である。

【図9】図９は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第２工程を示す断面模式図である。

【図10】図１０は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第３工程を示す断面模式図である。

【図11】図１１は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第４工程を示す断面模式図である。

【図12】図１２は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第５工程を示す断面模式図である。

【図13】図１３は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第６工程を示す断面模式図である。

【図14】図１４は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第７工程を示す断面模式図である。

【図15】図１５は、第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１工程を示す断面模式図である。

【図16】図１６は、第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第２工程を示す断面模式図である。

【図17】図１７は、第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第３工程を示す断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

[本開示が解決しようとする課題]
本開示の目的は、スーパージャンクション部のチャージバランスを良好に保つことができる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。
[本開示の効果]
本開示によれば、スーパージャンクション部のチャージバランスを良好に保つことができる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。本明細書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｛｝でそれぞれ示す。結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”－”（バー）を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。

【0008】

（１）本開示に係る炭化珪素半導体装置２００は、炭化珪素基板１００と、第１絶縁体８０と、第１電極６０と、第２電極７０とを備えている。炭化珪素基板１００は、第１主面１と、第１主面１と反対側の第２主面２とを有する。炭化珪素基板１００は、第１主面１と第２主面２との間にあり、かつ第１導電型を有する第１不純物領域１１と、第１主面１と第２主面２との間にあり、第１不純物領域１１に接して設けられ、かつ第１導電型と異なる第２導電型を有する第２不純物領域１２と、第１主面１と第２主面２との間にあり、第１不純物領域１１から隔てられるように第２不純物領域１２に接して設けられ、かつ第１導電型を有する第３不純物領域１３と、第１不純物領域１１に接し、第１不純物領域１１と第２主面２との間にあり、かつ第１導電型を有する第１領域３１と、第２不純物領域１２および第１領域３１の各々と接し、かつ第２導電型を有する第２領域３２とを有する第１スーパージャンクション部１６と、第１主面１と第２主面２との間にあり、かつ第１導電型を有する第４不純物領域２１と、第１主面１と第２主面２との間にあり、第４不純物領域２１に接して設けられ、かつ第２導電型を有する第５不純物領域２２と、第１主面１と第２主面２との間にあり、第４不純物領域２１から隔てられるように第５不純物領域２２に接して設けられ、かつ第１導電型を有する第６不純物領域２３と、第４不純物領域２１に接し、第４不純物領域２１と第２主面２との間にあり、かつ第１導電型を有する第３領域３３と、第５不純物領域２２および第３領域３３の各々と接し、かつ第２導電型を有する第４領域３４とを有する第２スーパージャンクション部２６とを含んでいる。第２領域３２は、第２不純物領域１２に接する第１端面１７と、第１端面１７と反対側の第２端面３とを有している。第４領域３４は、第５不純物領域２２に接する第３端面２７と、第３端面２７と反対側の第４端面４とを有している。第１領域３１と、第２領域３２と、第４領域３４と、第３領域３３とは、第２主面２と平行な第１方向１０１に並んで設けられている。第２領域３２は、第１領域３１と第４領域３４との間にあり、かつ第４領域３４は、第２領域３２と第３領域３３との間にある。第１主面１には、第２領域３２と第４領域３４とを隔てる第１トレンチ８が設けられている。第１絶縁体８０は、第１トレンチ８の内部に設けられている。第２主面２に対して垂直な方向において、第１トレンチ８の底面７は、第２端面３と第２主面２との間にあり、かつ第４端面４と第２主面２との間にある。

【0009】

（２）上記（１）に係る炭化珪素半導体装置２００において、第１領域３１および第３領域３３の各々の不純物濃度は、３×１０¹⁶ｃｍ^-3以上３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であってもよい。

【0010】

（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素半導体装置２００において、第１方向１０１において、第１領域３１の幅を第１幅Ｗ１とし、第２領域３２の幅を第２幅Ｗ２とし、かつ第１領域３１の不純物濃度を第１濃度とし、第２領域３２の不純物濃度を第２濃度とした場合、第１濃度に第１幅Ｗ１を乗じた値を第２濃度に第２幅Ｗ２を乗じた値で除した値は、０．５以上１．５以下であり、かつ、第１方向１０１において、第３領域３３の幅を第３幅Ｗ３とし、第４領域３４の幅を第４幅Ｗ４とし、かつ第３領域３３の不純物濃度を第３濃度とし、第４領域３４の不純物濃度を第４濃度とした場合、第３濃度に第３幅Ｗ３を乗じた値を第４濃度に第４幅Ｗ４を乗じた値で除した値は、０．５以上１．５以下であってもよい。

【0011】

（４）上記（３）に係る炭化珪素半導体装置２００において、第２幅Ｗ２および第４幅Ｗ４の各々は、０．１μｍ以上２μｍ以下であってもよい。

【0012】

（５）上記（１）から（４）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１方向１０１における第１トレンチ８の幅は、１μｍ以上３μｍ以下であってもよい。

【0013】

（６）上記（１）から（５）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１トレンチ８の深さは、３μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。

【0014】

（７）上記（１）から（６）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１トレンチ８の深さを、第１方向１０１における第１トレンチ８の幅で除した値は、０．５以上２５以下であってもよい。

【0015】

（８）上記（１）から（７）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１トレンチ８は、第２領域３２に接しかつ第２領域３２から第１領域３１に向かって凹んでいる第１側面５と、第４領域３４に接しかつ第４領域３４から第３領域３３に向かって凹んでいる第２側面６とを有していてもよい。

【0016】

（９）上記（８）に係る炭化珪素半導体装置２００において、第１方向１０１において、第１領域３１の最大幅から第１領域３１の最小幅を差し引いた値は、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であり、かつ、第１方向１０１において、第３領域３３の最大幅から第３領域３３の最小幅を差し引いた値は、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であってもよい。

【0017】

（１０）上記（１）から（９）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１不純物領域１１と第１領域３１とは一体であり、かつ第４不純物領域２１と第３領域３３とは一体であってもよい。

【0018】

（１１）上記（１）から（１０）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置２００において、第１主面１においては、第２主面２に対して垂直な方向に見て、第１トレンチ８を取り囲む第２トレンチ９が設けられており、さらに、第２トレンチ９の内部に設けられた第２絶縁体９０を備えていてもよい。

【0019】

（１２）本開示に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素単結晶基板５０と、炭化珪素単結晶基板５０上に設けられかつ第１導電型を付与可能な不純物イオンを有する炭化珪素エピタキシャル層４０とを含む炭化珪素基板１００が準備される。炭化珪素エピタキシャル層４０に、第１側面５と、第１側面５に対向する第２側面６とを有するトレンチ８が形成される。第１側面５に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第２領域３２が形成される。第２側面６に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第４領域３４が形成される。炭化珪素エピタキシャル層４０は、第１導電型を有しかつ第２領域３２に接する第１領域３１と第２領域３２とを有する第１スーパージャンクション部１６と、第１導電型を有しかつ第４領域３４に接する第３領域３３と第４領域３４とを有する第２スーパージャンクション部２６とを含んでいる。炭化珪素単結晶基板５０と炭化珪素エピタキシャル層４０との境界面４５に対して垂直な方向において、トレンチ８の底面７は、第２領域３２および第４領域３４の各々と、炭化珪素単結晶基板５０との間に位置している。トレンチ８が絶縁体８０で埋められる。

【0020】

（１３）上記（１２）に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法によれば、第２領域３２を形成する工程および第４領域３４を形成する工程の各々において、底面７に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入されてもよい。底面７に対して注入された第２導電型を付与可能な不純物イオンがエッチングにより除去されてもよい。

【0021】

（１４）上記（１２）に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法によれば、第２領域３２を形成する工程および第４領域３４を形成する工程の各々において、底面７に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入されないように斜め注入が行われてもよい。［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態の詳細について説明する。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。

【0022】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成を示す断面模式図である。

【0023】

図１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２００は、たとえば平面型ＭＯＳＦＥＴであり、炭化珪素基板１００と、ゲート電極５２と、ゲート絶縁膜５１と、分離絶縁膜５３と、第１電極６０と、第２電極７０と、第１絶縁体８０とを主に有している。炭化珪素基板１００は、第１主面１と、第１主面１と反対側の第２主面２とを有している。炭化珪素基板１００は、炭化珪素単結晶基板５０と、炭化珪素単結晶基板５０上に設けられた炭化珪素エピタキシャル層４０とを含んでいる。炭化珪素単結晶基板５０は、第２主面２を構成している。炭化珪素エピタキシャル層４０は、第１主面１を構成している。

【0024】

炭化珪素単結晶基板５０は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素から構成されている。第１主面１は、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面に対して８°以下オフした面である。具体的には、第１主面１は、たとえば（０００１）面または（０００１）面に対して８°以下オフした面である。第１主面１は、たとえば（０００－１）面または（０００－１）面に対して８°以下オフした面であってもよい。

【0025】

炭化珪素基板１００は、第１不純物領域１１と、第２不純物領域１２と、第３不純物領域１３と、第１コンタクト領域１４と、第１スーパージャンクション部１６とを含んでいる。第１不純物領域１１は、たとえばＮ（窒素）などのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第１不純物領域１１は、たとえばｎ型（第１導電型）を有している。第１不純物領域１１は、たとえばドリフト領域である。第２不純物領域１２は、第１不純物領域１１に接して設けられている。第１不純物領域１１は、第１主面１と第２主面２との間にある。

【0026】

第２不純物領域１２は、たとえばＡｌ（アルミニウム）などのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第２不純物領域１２は、ｎ型と異なるｐ型（第２導電型）を有している。第２不純物領域１２は、たとえばボディ領域である。第２不純物領域１２が含むｐ型不純物の濃度は、第１不純物領域１１が含むｎ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第２不純物領域１２は、第１主面１と第２主面２との間にある。

【0027】

第２不純物領域１２は、第５領域４１と、第６領域４２とを有していてもよい。第５領域４１が含むｐ型不純物の濃度は、第６領域４２が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第５領域４１は、第２領域３２と、第３不純物領域１３と、第１コンタクト領域１４とに接している。第６領域４２は、第１領域３１と、第３不純物領域１３と、第１不純物領域１１とに接している。

【0028】

第３不純物領域１３は、第１不純物領域１１から隔てられるように第２不純物領域１２に接して設けられている。第３不純物領域１３は、たとえばＰ（リン）などのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第３不純物領域１３は、たとえばｎ型を有している。第３不純物領域１３は、たとえばソース領域である。第３不純物領域１３は、第１主面１と第２主面２との間にある。第３不純物領域１３が含むｎ型不純物の濃度は、第２不純物領域１２が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第１コンタクト領域１４は、たとえばＡｌなどのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第１コンタクト領域１４は、ｐ型を有している。第１コンタクト領域１４が含むｐ型不純物の濃度は、第２不純物領域１２が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。

【0029】

第１スーパージャンクション部１６は、第１領域３１および第２領域３２を有している。第１領域３１は、第１不純物領域１１に接している。第１領域３１は、第１不純物領域１１と第２主面２との間に位置している。第１領域３１は、たとえばＮなどのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第１領域３１は、たとえばｎ型を有している。第１領域３１は、第２不純物領域１２に接していてもよい。

【0030】

第２領域３２は、第２不純物領域１２および第１領域３１の各々と接している。第２領域３２は、たとえばＡｌなどのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第２領域３２は、たとえばｐ型を有している。第１領域３１は、たとえば一対の第２領域３２によって挟まれている。第１領域３１および第２領域３２は、第１スーパージャンクション部１６を構成している。図１に示されるように、第１方向１０１および第３方向１０３の各々に対して垂直な方向（第２方向１０２）に見て、第１領域３１および第２領域３２の各々は、柱状である。

【0031】

炭化珪素基板１００は、第４不純物領域２１と、第５不純物領域２２と、第６不純物領域２３と、第２コンタクト領域２４と、第２スーパージャンクション部２６とを含んでいる。第４不純物領域２１は、たとえばＮなどのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第４不純物領域２１は、たとえばｎ型（第１導電型）を有している。第４不純物領域２１は、たとえばドリフト領域である。第４不純物領域２１は、第１主面１と第２主面２との間にある。

【0032】

第５不純物領域２２は、第４不純物領域２１に接して設けられている。第５不純物領域２２は、たとえばＡｌなどのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第５不純物領域２２は、ｎ型と異なるｐ型（第２導電型）を有している。第５不純物領域２２は、たとえばボディ領域である。第５不純物領域２２が含むｐ型不純物の濃度は、第４不純物領域２１が含むｎ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第５不純物領域２２は、第１主面１と第２主面２との間にある。

【0033】

第５不純物領域２２は、第７領域４３と、第８領域４４とを有していてもよい。第７領域４３が含むｐ型不純物の濃度は、第８領域４４が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第７領域４３は、第４領域３４と、第６不純物領域２３と、第２コンタクト領域２４とに接している。第８領域４４は、第３領域３３と、第６不純物領域２３と、第４不純物領域２１とに接している。

【0034】

第６不純物領域２３は、第４不純物領域２１から隔てられるように第５不純物領域２２に接して設けられている。第６不純物領域２３は、たとえばＰ（リン）などのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第６不純物領域２３は、たとえばｎ型を有している。第６不純物領域２３は、たとえばソース領域である。第６不純物領域２３は、第１主面１と第２主面２との間にある。第６不純物領域２３が含むｎ型不純物の濃度は、第５不純物領域２２が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。第２コンタクト領域２４は、たとえばＡｌなどのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第２コンタクト領域２４は、ｐ型を有している。第２コンタクト領域２４が含むｐ型不純物の濃度は、第５不純物領域２２が含むｐ型不純物の濃度よりも高くてもよい。

【0035】

第２スーパージャンクション部２６は、第３領域３３と、第４領域３４とを有している。第３領域３３は、第４不純物領域２１に接している。第３領域３３は、第４不純物領域２１と第２主面２との間に位置している。第３領域３３は、たとえばＮなどのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第３領域３３は、たとえばｎ型を有している。第３領域３３は、第５不純物領域２２に接していてもよい。

【0036】

第４領域３４は、第５不純物領域２２および第３領域３３の各々と接している。第４領域３４は、たとえばＡｌなどのｐ型を付与可能なｐ型不純物を含んでいる。第４領域３４は、たとえばｐ型を有している。第３領域３３は、たとえば第４領域３４によって挟まれている。第３領域３３および第４領域３４は、第２スーパージャンクション部２６を構成している。図１に示されるように、第１方向１０１および第３方向１０３の各々に対して垂直な方向（第２方向１０２）に見て、第３領域３３および第４領域３４の各々は、柱状である。第３領域３３から第４領域３４に向かう方向（第１方向１０１）において、第１スーパージャンクション部１６と第２スーパージャンクション部２６とが交互に配置されている。

【0037】

図１に示されるように、第１領域３１から第２領域３２に向かう方向（第１方向１０１）において、第１領域３１の幅は第１幅Ｗ１であり、かつ第２領域３２の幅は第２幅Ｗ２である。第３領域３３から第４領域３４に向かう方向（第１方向１０１）において、第３領域３３の幅は第３幅Ｗ３であり、かつ第４領域３４の幅は第４幅Ｗ４である。なお、図１のように第２領域３２が２つに分離している場合には、第２領域３２の幅とは、２つの第２領域３２の幅の合計である。同様に、第４領域３４が２つに分離している場合には、第４領域３４の幅とは、２つの第４領域３４の幅の合計である。

【0038】

第２幅Ｗ２および第４幅Ｗ４の各々は、たとえば０．３μｍ以上０．５μｍ以下である。第２幅Ｗ２および第４幅Ｗ４の各々の上限は、特に限定されないが、たとえば１μｍ以下であってもよいし、２μｍ以下であってもよい。第２幅Ｗ２および第４幅Ｗ４の各々の下限は、特に限定されないが、たとえば０．２μｍ以上であってもよいし、０．１μｍ以上であってもよい。

【0039】

第１領域３１および第３領域３３の各々の不純物濃度は、たとえば３×１０¹⁶ｃｍ^-3以上３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下である。第１領域３１および第３領域３３の各々の不純物濃度の上限は、特に限定されないが、たとえば５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であってもよいし、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であってもよい。第１領域３１および第３領域３３の各々の不純物濃度の下限は、特に限定されないが、たとえば２×１０¹⁶ｃｍ^-3以上であってもよいし、１×１０¹⁶ｃｍ^-3以上であってもよい。

【0040】

第１領域３１の不純物濃度を第１濃度とし、第２領域３２の不純物濃度を第２濃度とした場合、第１濃度に第１幅Ｗ１を乗じた値を第２濃度に第２幅Ｗ２を乗じた値で除した値（第１比率）は、０．７以上１．３以下である。第１比率の上限は、特に限定されないが、たとえば１．４以下であってもよいし、１．５以下であってもよい。第１比率の下限は、特に限定されないが、たとえば０．６以上であってもよいし、０．５以上であってもよい。

【0041】

第３領域３３の不純物濃度を第３濃度とし、第４領域３４の不純物濃度を第４濃度とした場合、第３濃度に第３幅Ｗ３を乗じた値を第４濃度に第４幅Ｗ４を乗じた値で除した値（第２比率）は、０．７以上１．３以下である。第２比率の上限は、特に限定されないが、たとえば１．４以下であってもよいし、１．５以下であってもよい。第２比率の下限は、特に限定されないが、たとえば０．６以上であってもよいし、０．５以上であってもよい。

【0042】

炭化珪素基板１００は、第１下部ドリフト領域１５と、第２下部ドリフト領域２５と、第３下部ドリフト領域９１とを含んでいる。第１下部ドリフト領域１５は、たとえばＮなどのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第１下部ドリフト領域１５は、ｎ型を有している。第１下部ドリフト領域１５は、第１領域３１および第２領域３２の各々に接している。第１下部ドリフト領域１５は、第１領域３１および第２領域３２の各々と、第２主面２との間に位置している。第２下部ドリフト領域２５は、ｎ型を有している。第２下部ドリフト領域２５は、第３領域３３および第４領域３４の各々に接している。第２下部ドリフト領域２５は、第３領域３３および第４領域３４の各々と、第２主面２との間に位置している。

【0043】

第３下部ドリフト領域９１は、たとえばＮなどのｎ型を付与可能なｎ型不純物を含んでいる。第３下部ドリフト領域９１は、ｎ型を有している。第３下部ドリフト領域９１は、第１下部ドリフト領域１５と第２下部ドリフト領域２５との間に位置している。第３下部ドリフト領域９１は、第１下部ドリフト領域１５および第２下部ドリフト領域２５の各々に連なっている。第１下部ドリフト領域１５は、第３下部ドリフト領域９１を介して第２下部ドリフト領域２５と電気的に接続されている。

【0044】

図１に示されるように、第１領域３１と、第２領域３２と、第４領域３４と、第３領域３３とは、第２主面２と平行な第１方向１０１に並んで設けられている。第２領域３２は、第１領域３１と第４領域３４との間にあり、かつ第４領域３４は、第２領域３２と第３領域３３との間にある。図１に示されるように、第１主面１には、第１トレンチ８が設けられている。第１トレンチ８は、第２領域３２と第４領域３４とを隔てている。第１トレンチ８は、第２領域３２と第４領域３４との間に位置している。第１トレンチ８は、第１側面５と、第１底面７と、第２側面６とを有している。第２側面６は、第１側面５に対向している。第１側面５および第２側面６の各々は、第１主面１に連なっている。第１底面７は、第１側面５および第２側面６の各々に連なっている。

【0045】

第２領域３２は、第１端面１７と、第２端面３とを有している。第１端面１７は、第２不純物領域１２に接している。第２端面３は、第１端面１７と反対側にある。第４領域３４は、第３端面２７と、第４端面４とを有している。第３端面２７は、第５不純物領域２２に接している。第４端面４は、第３端面２７と反対側にある。図１に示されるように、第２主面２に対して垂直な方向（第３方向１０３）において、第１トレンチ８の第１底面７は、第２端面３と第２主面２との間にあり、かつ第４端面４と第２主面２との間にある。別の観点から言えば、第１トレンチ８の第１底面７は、第２端面３および第４端面４の各々に対して第２主面２側に位置している。

【0046】

第１コンタクト領域１４と、第２不純物領域１２と、第２領域３２と、第１下部ドリフト領域１５とは、第１側面５に接している。第２コンタクト領域２４と、第５不純物領域２２と、第４領域３４と、第２下部ドリフト領域２５とは、第２側面６に接している。第３下部ドリフト領域９１は、第１底面７に接している。第２領域３２および第４領域３４の各々は、第１底面７から離間している。

【0047】

図１に示されるように、第２領域３２から第４領域３４に向かう方向（第１方向１０１）における第１トレンチ８の幅（第５幅Ｗ５）は、たとえば１μｍ以上３μｍ以下である。第１トレンチ８の幅の上限は、特に限定されないが、たとえば４μｍ以下であってもよいし、５μｍ以下であってもよい。第１トレンチ８の幅の下限は、特に限定されないが、たとえば０．７５μｍ以上であってもよいし、０．５μｍ以上であってもよい。

【0048】

図１に示されるように、炭化珪素基板１００の厚み方向（第３方向１０３）において、第１トレンチ８の深さ（第１深さＨ１）は、たとえば３μｍ以上３０μｍ以下である。第１トレンチ８の深さの上限は、特に限定されないが、たとえば５０μｍ以下であってもよいし、１００μｍ以下であってもよい。第１トレンチ８の深さの下限は、特に限定されないが、たとえば２μｍ以上であってもよいし、１μｍ以上であってもよい。

【0049】

第１トレンチ８の深さ（第１深さＨ１）を、第２領域３２から第４領域３４に向かう方向（第１方向１０１）における第１トレンチ８の幅（第５幅Ｗ５）で除した値（アスペクト比）は、たとえば２以上２０以下である。アスペクト比の上限は、特に限定されないが、たとえば１以上であってもよいし、０．５以上であってもよい。アスペクト比の下限は、特に限定されないが、たとえば２５以下であってもよいし、５０以下であってもよい。

【0050】

図１に示されるように、第１不純物領域１１と第１領域３１とは一体であることが好ましい。第１不純物領域１１と第１領域３１とは一体であることが好ましい。具体的には、第１不純物領域１１と第１領域３１との境界領域（３μｍ以上の領域）において、第３方向１０３に沿ったｎ型不純物の濃度分布（最大濃度から最小濃度を引いた値を平均濃度で除した値）は、１０以内である。好ましくは、第１不純物領域１１と第１領域３１と第１下部ドリフト領域１５とはシームレスに繋がっている。別の観点から言えば、第１不純物領域１１と第１領域３１と第１下部ドリフト領域１５とは、一回のエピタキシャル成長工程において形成されている。

【0051】

同様に、第４不純物領域２１と第３領域３３とは一体であることが好ましい。具体的には、第４不純物領域２１と第３領域３３との境界領域（３μｍ以上の領域）において、第３方向１０３に沿ったｎ型不純物の濃度分布（最大濃度から最小濃度を引いた値を平均濃度で除した値）は、１０以内である。好ましくは、第４不純物領域２１と第３領域３３と第２下部ドリフト領域２５とはシームレスに繋がっている。別の観点から言えば、第４不純物領域２１と第３領域３３と第２下部ドリフト領域２５とは、一回のエピタキシャル成長工程において形成されている。

【0052】

第１絶縁体８０は、第１トレンチ８の内部に設けられている。別の観点から言えば、第１トレンチ８は、第１絶縁体８０により埋められている。第１絶縁体８０は、たとえばＢＣＢ（ＢｅｎｚｏＣｙｃｌｏＢｕｔｅｎｅ）樹脂である。ＢＣＢ樹脂は、耐熱性、耐薬品性および埋込性に優れている。第１絶縁体８０は、たとえばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜または二酸化珪素膜であってもよい。

【0053】

図１に示されるように、第１不純物領域１１と、第２不純物領域１２と、第３不純物領域１３と、第１コンタクト領域１４と、第１領域３１と、第２領域３２と、第１下部ドリフト領域１５とは、第１メサ領域１０を構成していてもよい。第４不純物領域２１と、第５不純物領域２２と、第６不純物領域２３と、第２コンタクト領域２４と、第３領域３３と、第４領域３４と、第２下部ドリフト領域２５とは、第２メサ領域２０を構成していてもよい。第１メサ領域１０と、第２メサ領域２０とは、第１絶縁体８０によって分離されている。

【0054】

ゲート絶縁膜５１は、たとえば二酸化珪素から構成されている。ゲート絶縁膜５１は、第１主面１に接するように設けられている。ゲート絶縁膜は、第１主面１において、第１不純物領域１１、第２不純物領域１２および第３不純物領域１３の各々に接している。ゲート絶縁膜５１に接する第２不純物領域１２には、チャネルが形成可能に構成されている。ゲート絶縁膜は、第１主面１において、第４不純物領域２１、第５不純物領域２２および第６不純物領域２３の各々に接している。ゲート絶縁膜５１に接する第５不純物領域２２には、チャネルが形成可能に構成されている。ゲート絶縁膜５１の厚みは、たとえば４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

【0055】

ゲート電極５２は、ゲート絶縁膜５１上に設けられている。ゲート電極５２は、ゲート絶縁膜５１に接触して配置されている。ゲート電極５２は、たとえば不純物がドーピングされたポリシリコンなどの導電体から構成されている。

【0056】

分離絶縁膜５３は、ゲート電極５２を覆うように設けられている。分離絶縁膜５３は、ゲート電極５２およびゲート絶縁膜５１の各々に接している。分離絶縁膜５３は、たとえばＮＳＧ（Ｎｏｎｅ－ｄｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜またはＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜などにより構成されている。分離絶縁膜５３は、ゲート電極５２と第１電極６０とを電気的に絶縁している。

【0057】

第１電極６０は、第１主面１に設けられている。第１電極６０は、たとえばソース電極である。第１電極６０は、第３不純物領域１３および第６不純物領域２３の各々と電気的に接続されている。第１電極６０は、電極層６１と、ソース配線６２とを有している。電極層６１は、たとえばＮｉ合金により構成されている。電極層６１は、たとえばＴｉ（チタン）とＡｌ（アルミニウム）とＳｉ（シリコン）を含む材料から構成されている。ソース配線６２は、たとえばＡｌを含む材料から構成されている。

【0058】

第１電極６０は、第１主面１において、第３不純物領域１３および第６不純物領域２３の各々に接していてもよい。第１電極６０は、第１主面１において、第１コンタクト領域１４および第２コンタクト領域２４の各々に接していてもよい。第１電極６０は、第１トレンチ８上を跨いでいる。第１電極６０は、第１絶縁体８０に接していてもよい。

【0059】

第２電極７０は、第２主面２に設けられている。第２電極７０は、たとえばドレイン電極である。第２電極７０は、第１領域３１および第３領域３３の各々と電気的に接続されている。第２電極７０は、第２主面２において、炭化珪素単結晶基板５０に接している。第２電極７０は、たとえばＮｉＳｉ（ニッケルシリサイド）など、ｎ型の炭化珪素単結晶基板５０とオーミック接合可能な材料から構成されている。

【0060】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。図２に示されるように、第２主面２に垂直な方向に見て、第１トレンチ８は、第２方向１０２に沿って延在している。別の観点から言えば、第１トレンチ８の長手方向は、第２方向１０２である。第１トレンチ８の短手方向は、第１方向１０１である。同様に、第１絶縁体８０は、第２方向１０２に沿って延在している。別の観点から言えば、第１絶縁体８０の長手方向は、第２方向１０２である。第１絶縁体８０の短手方向は、第１方向１０１である。第２主面２に垂直な方向に見て、第１トレンチ８および第１絶縁体８０の各々は、実質的に長方形状であってもよい。

【0061】

図２に示されるように、第１不純物領域１１、第２不純物領域１２、第３不純物領域１３、第１コンタクト領域１４、第４不純物領域２１、第５不純物領域２２、第６不純物領域２３および第２コンタクト領域２４の各々は、第２方向１０２に沿って延在している。別の観点から言えば、第１不純物領域１１、第２不純物領域１２、第３不純物領域１３、第１コンタクト領域１４、第４不純物領域２１、第５不純物領域２２、第６不純物領域２３および第２コンタクト領域２４の各々の長手方向は、第２方向１０２である。第１不純物領域１１、第２不純物領域１２、第３不純物領域１３、第１コンタクト領域１４、第４不純物領域２１、第５不純物領域２２、第６不純物領域２３および第２コンタクト領域２４の各々の短手方向は、第１方向１０１である。

【0062】

図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。図３に示されるように、第２主面２に垂直な方向に見て、第１領域３１および第２領域３２の各々は、第２方向１０２に沿って延在している。別の観点から言えば、第１領域３１および第２領域３２の各々の長手方向は、第２方向１０２である。第１領域３１および第２領域３２の各々の短手方向は、第１方向１０１である。第１方向１０１において、第２領域３２は、第１領域３１の両側に配置されている。

【0063】

同様に、第２主面２に垂直な方向に見て、第３領域３３および第４領域３４の各々は、第２方向１０２に沿って延在している。別の観点から言えば、第３領域３３および第４領域３４の各々の長手方向は、第２方向１０２である。第３領域３３および第４領域３４の各々の短手方向は、第１方向１０１である。第１方向１０１において、第４領域３４は、第３領域３３の両側に配置されている。

【0064】

なお、上記において、第１方向１０１および第２方向１０２の各々は、第２主面２に平行である。第３方向１０３は、第２主面２に対して垂直である。第１方向１０１は、たとえば＜１１－２０＞方向である。第２方向１０２は、たとえば＜１－１００＞方向である。第３方向１０３は、たとえば＜０００１＞方向である。第１方向１０１は、たとえば＜１１－２０＞方向を第１主面１に射影した方向であってもよい。第２方向１０２は、たとえば＜１－１００＞方向を第１主面１に射影した方向であってもよい。第３方向１０３は、たとえば＜０００１＞方向に対して傾斜した方向であってもよい。

【0065】

図４は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成を示す平面模式図である。図４においては、第１絶縁体８０、第２絶縁体９０、第１トレンチ８、第２トレンチ９および第１主面１のみ図示しており、その他の構成は省略している。

【0066】

図４に示されるように、炭化珪素基板１００の第１主面１には、複数の第１トレンチ８が設けられている。複数の第１トレンチ８の各々は、第２方向１０２に沿って延在している。複数の第１トレンチ８は、第１方向１０１に沿って互いに離間するように配置されている。第１主面１には、第２トレンチ９が設けられている。図４に示されるように、第２主面２に対して垂直な方向に見て、第２トレンチ９は、環状である。第２主面２に対して垂直な方向に見て、第２トレンチ９は、第１トレンチ８を取り囲んでいる。

【0067】

炭化珪素半導体装置２００は、第２絶縁体９０を有している。第２絶縁体９０は、第２トレンチ９の内部に設けられている。第２主面２に対して垂直な方向に見て、第２絶縁体９０は、環状である。第２主面２に対して垂直な方向に見て、第２絶縁体９０は、第１絶縁体８０を取り囲んでいる。

【0068】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成について説明する。第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００は、主に第１領域３１および第３領域３３が狭窄されている構成において、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と異なっており、その他の構成については、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と同様である。以下、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と異なる構成を中心に説明する。

【0069】

図５は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成を示す断面模式図である。図５に示されるように、第１トレンチ８の第１側面５は、第２領域３２に接している。第１側面５は、第２領域３２から第１領域３１に向かって凹んでいる。第１トレンチ８の第２側面６は、第４領域３４に接している。第２側面６は、第４領域３４から第３領域３３に向かって凹んでいる。第１側面５および第２側面６の各々は、湾曲している。

【0070】

図５に示されるように、第１主面１から第２主面２に向かう方向において、第１領域３１の中央部における第１領域３１の幅は、第１領域３１の上端部における第１領域３１の幅よりも小さく、かつ第１領域３１の下端部における第１領域３１の幅よりも小さくてもよい。第１領域３１から第２領域３２に向かう方向において、第１領域３１の最大幅（第６幅Ｗ６）は、たとえば０．５μｍ以上５．０μｍ以下である。第１領域３１から第２領域３２に向かう方向において、第１領域３１の最小幅（第７幅Ｗ７）は、たとえば０．３μｍ以上３．０μｍ以下である。

【0071】

第１領域３１から第２領域３２に向かう方向において、第１領域３１の最大幅から第１領域３１の最小幅を差し引いた値（第１差分）は、たとえば０．２μｍ以上０．５μｍ以下であってもよい。第１差分の上限は、特に限定されないが、たとえば１．０μｍ以下であってもよいし、２．０μｍ以下であってもよい。第１差分の下限は、特に限定されないが、たとえば０．１μｍ以上であってもよいし、０．０５μｍ以上であってもよい。

【0072】

図５に示されるように、第１主面１から第２主面２に向かう方向において、第３領域３３の中央部における第３領域３３の幅は、第３領域３３の上端部における第３領域３３の幅よりも小さく、かつ第３領域３３の下端部における第３領域３３の幅よりも小さくてもよい。第３領域３３から第４領域３４に向かう方向において、第３領域３３の最大幅（第８幅Ｗ８）は、たとえば０．５μｍ以上５．０μｍ以下である。第３領域３３から第４領域３４に向かう方向において、第３領域３３の最小幅（第９幅Ｗ９）は、たとえば０．３μｍ以上３．０μｍ以下である。

【0073】

第３領域３３から第４領域３４に向かう方向において、第３領域３３の最大幅から第３領域３３の最小幅を差し引いた値（第２差分）は、たとえば０．２μｍ以上０．５μｍ以下であってもよい。第２差分の上限は、特に限定されないが、たとえば１．０μｍ以下であってもよいし、２．０μｍ以下であってもよい。第２差分の下限は、特に限定されないが、たとえば０．１μｍ以上であってもよいし、０．０５μｍ以上であってもよい。

【0074】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成について説明する。第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００は、ゲートトレンチ型ＭＯＳＦＥＴである構成において、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と異なっており、その他の構成については、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と同様である。以下、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００と異なる構成を中心に説明する。

【0075】

図６は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の構成を示す断面模式図である。図６に示されるように、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００は、ゲートトレンチ型ＭＯＳＦＥＴである。

【0076】

図６に示されるように、第１主面１には、第１ゲートトレンチ７４が設けられている。第１ゲートトレンチ７４は、第３側面７１と、第４側面７２と、第２底面７３とを有している。第４側面７２は、第３側面７１に対向している。第３側面７１および第４側面７２の各々は、第１主面１に連なっている。第２底面７３は、第３側面７１および第４側面７２の各々に連なっている。第１ゲートトレンチ７４の第２底面７３は、第１トレンチ８の第１底面７よりも浅い位置にある。別の観点から言えば、第２主面２に垂直な方向（第３方向１０３）において、第２底面７３と第１主面１との距離は、第１底面７と第１主面１との距離よりも短い。

【0077】

第１不純物領域１１、第２不純物領域１２および第３不純物領域１３の各々は、第３側面７１において、ゲート絶縁膜５１に接している。同様に、第１不純物領域１１、第２不純物領域１２および第３不純物領域１３の各々は、第４側面７２において、ゲート絶縁膜５１に接している。第１不純物領域１１は、第２底面７３において、ゲート絶縁膜５１に接している。第２領域３２は、第３側面７１および第４側面７２の各々に対向していてもよい。

【0078】

図６に示されるように、第１主面１には、第２ゲートトレンチ７８が設けられている。第２ゲートトレンチ７８は、第５側面７５と、第６側面７６と、第３底面７７とを有している。第６側面７６は、第５側面７５に対向している。第５側面７５および第６側面７６の各々は、第１主面１に連なっている。第３底面７７は、第５側面７５および第６側面７６の各々に連なっている。第２ゲートトレンチ７８の第３底面７７は、第１トレンチ８の第１底面７よりも浅い位置にある。別の観点から言えば、第２主面２に垂直な方向（第３方向１０３）において、第３底面７７と第１主面１との距離は、第１底面７と第１主面１との距離よりも短い。

【0079】

第４不純物領域２１、第５不純物領域２２および第６不純物領域２３の各々は、第５側面７５において、ゲート絶縁膜５１に接している。同様に、第４不純物領域２１、第５不純物領域２２および第６不純物領域２３の各々は、第６側面７６において、ゲート絶縁膜５１に接している。第４不純物領域２１は、第３底面７７において、ゲート絶縁膜５１に接している。第４領域３４は、第５側面７５および第６側面７６の各々に対向していてもよい。

【0080】

次に、各不純物領域におけるｐ型不純物の濃度およびｎ型不純物の濃度の測定方法について説明する。

【0081】

各不純物領域におけるｐ型不純物の濃度およびｎ型不純物の濃度は、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定することができる。測定装置は、たとえばＣａｍｅｃａ製の二次イオン質量分析装置である。測定ピッチは、たとえば０．０１μｍである。検出するｎ型不純物が窒素の場合、一次イオンビーム(primary ion beam)は、セシウム（Ｃｓ）である。一次イオンエネルギーは、１４．５ｋｅＶである。二次イオンの極性(secondary ion polarity)は、負(negative)である。検出するｐ型不純物がアルミニウムまたはホウ素の場合、一次イオンビーム(primary ion beam)は、酸素（Ｏ_２）である。一次イオンエネルギーは、８ｋｅＶである。二次イオンの極性(secondary ion polarity)は、正(positive)である。

【0082】

次に、ｐ型領域とｎ型領域との判別方法について説明する。
ｐ型領域とｎ型領域との判別方法には、ＳＣＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が用いられる。測定装置は、たとえばブルカー・エイエックスエス社製のNanoScope IVである。ＳＣＭは、半導体中のキャリア濃度分布を可視化する方法である。具体的には、金属コートされたシリコン探針を用いて、試料の表面上が走査される。その際、試料に高周波電圧が印加される。多数キャリアを励振して系の静電容量に変調が加えられる。試料に印可される高周波電圧の周波数は、１００ｋＨｚであり、電圧は４．０Ｖである。

【0083】

（第４実施形態）
次に、第４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。

【0084】

まず、炭化珪素基板を準備する工程（Ｓ１０：図７）が実施される。たとえば改良レーリー法により成長させた炭化珪素単結晶インゴットをスライスして基板を切り出し、基板の表面に対して鏡面研磨を行うことにより、炭化珪素単結晶基板５０が準備される。炭化珪素単結晶基板５０は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素である。炭化珪素単結晶基板５０の直径は、たとえば１５０ｍｍである。

【0085】

次に、炭化珪素エピタキシャル層４０を形成する工程が実施される。たとえば、炭化珪素単結晶基板５０上に、水素を含むキャリアガスと、シラン、プロパンを含む原料ガスと、窒素を含むドーパントガスが供給され、１０ｋＰａの圧力下、炭化珪素単結晶基板５０が、たとえば１５５０℃程度に加熱される。これにより、ｎ型を有する炭化珪素エピタキシャル層４０が炭化珪素単結晶基板５０上に形成される（図８参照）。

【0086】

以上により、炭化珪素単結晶基板５０と、炭化珪素単結晶基板５０上に設けられた炭化珪素エピタキシャル層４０とを含む炭化珪素基板１００が準備される。炭化珪素エピタキシャル層４０は、ｎ型（第１導電型）を付与可能な不純物イオンを有している。炭化珪素エピタキシャル層４０の第１主面１は、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面から８°以下程度オフした面である。

【0087】

次に、炭化珪素エピタキシャル層４０に対してイオン注入が実施される。まず、ｐ型不純物が、炭化珪素エピタキシャル層４０に対してイオン注入される。これにより、第１ｐ型不純物領域９２が形成される。ｐ型不純物は、たとえばアルミニウムである。次に、ｎ型不純物が、第１ｐ型不純物領域９２に対してイオン注入される。これにより、第１ｎ型不純物領域９３が形成される。第１ｎ型不純物領域９３は、第１ｐ型不純物領域９２に接するように形成される。ｎ型不純物は、たとえばリンである。次に、ｐ型不純物が、第１ｎ型不純物領域９３に対してイオン注入される。これにより、第２ｐ型不純物領域９４が形成される。ｐ型不純物は、たとえばアルミニウムである。第１ｐ型不純物領域９２は、第２不純物領域１２および第５不純物領域２２となる。第１ｎ型不純物領域９３は、第３不純物領域１３および第６不純物領域２３となる。第２ｐ型不純物領域９４は、第１コンタクト領域１４および第２コンタクト領域２４となる。

【0088】

トレンチを形成する工程（Ｓ２０：図７）が実施される。まず、第１主面１上にマスク層５４が形成される。マスク層５４は、たとえば堆積酸化膜を含む材料から構成されている。マスク層５４には、第１トレンチ８が形成される領域上に開口が形成されている。次に、マスク層５４を用いて、炭化珪素エピタキシャル層４０に対してエッチングが行われる。

【0089】

以上により、炭化珪素エピタキシャル層４０に第１トレンチ８が形成される（図１０参照）。第１トレンチ８は、第１側面５と、第２側面６と、第１底面７とを有している。第２側面６は、第１側面５に対向している。第１底面７は、第１側面５および第２側面６の各々に連なっている。第１トレンチ８の深さ（第１深さＨ１）は、たとえば３μｍ以上３０μｍ以下である。第１トレンチ８の幅（第５幅Ｗ５）は、たとえば１μｍ以上３μｍ以下である。

【0090】

次に、エッチング条件について説明する。トレンチ内のプラズマによる側壁のエッチング保護膜として、トレンチ側壁へのC堆積物が十分多くなるような条件を用いることで、直線状の第１側面５および第２側面６を有する第１トレンチ８が形成される（図１参照）。一方、トレンチ側壁へのC堆積物が不足するような条件を用いることで、両側に膨らんだ第１トレンチ８が形成される（図５参照）。

【0091】

次に、斜めイオン注入工程（Ｓ３０：図７）が実施される。具体的には、第１主面１にマスク層５４が配置された状態で、第１トレンチ８の第１側面５に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型（第２導電型）を付与可能な不純物イオンが斜め注入される。これにより、第１側面５に露出する第２領域３２が形成される（図１１参照）。次に、第１トレンチ８の第２側面６に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型を付与可能な不純物イオンが斜め注入される。これにより、第２側面６に露出する第４領域３４が形成される（図１２参照）。なお、第２側面６に対してｐ型を付与可能な不純物イオンが斜め注入された後に、第１側面５に対してｐ型を付与可能な不純物イオンが斜め注入されてもよい。

【0092】

第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法によれば、第２領域３２を形成する工程および第４領域３４を形成する工程の各々において、底面７に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入されないように斜め注入が行われる。具体的には、第１トレンチ８の幅を第５幅Ｗ５とし、第１トレンチ８の深さを第１深さＨ１とし、マスク層５４の厚みを第１厚みＨ３とし、第１厚みＨ３と第１深さＨ１の合計を第２厚みＨ２とした場合、第１側面５と第１底面７との境界にイオン注入を行うことができる角度（第１角度θ１）は、第２厚みＨ２を第５幅Ｗ５で除した値のアークタンジェントで表される角度である（図１１参照）。そのため、第１側面５に対してイオン注入を行い、かつ第１底面７に対してイオン注入を行わないようにするためには、第１底面７に対して平行な平面に対する角度が、第１角度θ１よりも小さい角度（第２角度θ２）となるように、炭化珪素基板１００とイオン注入方向とがなす角度が調整される。

【0093】

以上のように、炭化珪素エピタキシャル層４０に第２領域３２および第４領域３４が形成される。一対の第２領域３２に挟まれた炭化珪素エピタキシャル層４０の部分は、第１領域３１となる。一対の第４領域３４に挟まれた炭化珪素エピタキシャル層４０の部分は、第３領域３３となる。炭化珪素単結晶基板５０と炭化珪素エピタキシャル層４０との境界面４５に対して垂直な方向において、第１トレンチ８の第２底面７３は、第２領域３２および第４領域３４の各々と、炭化珪素単結晶基板５０との間に位置している。別の観点から言えば、第１トレンチ８の第２底面７３は、第２領域３２および第４領域３４の各々よりも第２主面２側に位置している。斜めイオン注入工程（Ｓ３０：図７）後に活性化アニールが行われてもよい。

【0094】

炭化珪素エピタキシャル層４０は、ｎ型を有する第１領域３１と、ｐ型を有する第２領域３２とを有する第１スーパージャンクション部１６を含んでいる。第１領域３１は、第２領域３２に接している。第１領域３１および第２領域３２は、第１スーパージャンクション部１６を構成している。炭化珪素エピタキシャル層４０は、ｎ型を有する第３領域３３と、ｐ型を有する第４領域３４とを有する第２スーパージャンクション部２６を含んでいる。第３領域３３は、第４領域３４に接している。第３領域３３および第４領域３４は、第２スーパージャンクション部２６を構成している。第１方向１０１において、第１スーパージャンクション部１６と第２スーパージャンクション部２６とが交互に配置されている。

【0095】

なお、図１１および図１２に示されるように、斜めイオン注入工程（Ｓ３０：図７）において、第２不純物領域１２、第３不純物領域１３、第１コンタクト領域１４、第５不純物領域２２、第６不純物領域２３および第２コンタクト領域２４の各々の一部に対して、ｐ型を付与可能な不純物イオンの一部が注入されても構わない。

【0096】

次に、トレンチを絶縁体で埋める工程（Ｓ４０：図７）が実施される。たとえば第１絶縁体８０がＢＣＢ樹脂またはＳＯＧの場合には、スピンコート法により第１絶縁体８０が第１トレンチ８内に形成される。以上により、第１トレンチ８が第１絶縁体８０で埋められる（図１３参照）。

【0097】

次に、ゲート絶縁膜５１が形成される。具体的には、第１主面１上にゲート絶縁膜５１が形成される。ゲート絶縁膜５１は、第１主面１において、第１不純物領域１１と、第２不純物領域１２と、第３不純物領域１３とに接している。同様に、ゲート絶縁膜５１は、第１主面１において、第４不純物領域２１と、第５不純物領域２２と、第６不純物領域２３とに接している。ゲート絶縁膜５１の厚みは、たとえば４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

【0098】

次に、ゲート電極５２が形成される。具体的には、ゲート絶縁膜５１上にゲート電極５２が形成される。ゲート電極５２は、たとえば不純物を含むポリシリコンを含む材料から構成される。次に、ゲート電極５２を覆うように分離絶縁膜５３が形成される。分離絶縁膜５３は、たとえば二酸化珪素膜である（図１４参照）。

【0099】

次に、第１電極６０が形成される。第１電極６０は、第１トレンチ８を跨ぐように形成される。具体的には、第１電極６０は、第１主面１において、第３不純物領域１３と、第１コンタクト領域１４と、第１絶縁体８０と、第２コンタクト領域２４と、第６不純物領域２３とに接するように形成される。第１電極６０は、電極層６１を含んでいる。電極層６１は、たとえばスパッタリングにより形成される。電極層６１は、たとえばＴｉと、Ａｌと、Ｓｉとを含む材料から構成されている。

【0100】

次に、電極層６１が形成された炭化珪素基板１００に対して、たとえば９００℃以上１１００℃以下のＲＴＡ(Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ)が２分程度実施される。これにより、電極層６１の少なくとも一部が、炭化珪素基板１００が含む珪素と反応してシリサイド化する。これにより、電極層６１が第３不純物領域１３および第６不純物領域２３の各々とオーミック接合する。好ましくは、電極層６１は、第１コンタクト領域１４および第２コンタクト領域２４の各々とオーミック接合する。

【0101】

次に、ソース配線６２が形成される。ソース配線６２は、第１トレンチ８を跨ぐように形成される。具体的には、ソース配線６２は、電極層６１に接し、かつ第１絶縁体８０を覆うように形成される。ソース配線６２は、好ましくはＡｌを含む材料からなる。次に、炭化珪素単結晶基板５０に対して裏面研磨が行われる。これにより、炭化珪素単結晶基板５０の厚みが低減される。

【0102】

次に、第２電極７０が形成される。第２電極７０は、炭化珪素基板１００の第２主面２に接して形成される。第２電極７０は、たとえばＮｉＳｉを含む材料により構成されている。第２電極７０の形成は、好ましくはスパッタリング法により実施されるが、蒸着により実施されても構わない。第２電極７０が形成された後、第２電極７０がたとえばレーザーアニールにより加熱される。これにより、第２電極７０の少なくとも一部がシリサイド化する。以上のように、図１に示すＭＯＳＦＥＴ２００が製造される。

【0103】

（第５実施形態）
次に、第５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。第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法は、主に第１トレンチ８の第１底面７に対してイオン注入が行われる工程において、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法と異なっており、他の工程については、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法と同様である。以下、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法と異なる工程を中心に説明する。

【0104】

図１５に示されるように、第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００のトレンチ８を形成する工程（Ｓ２０：図７）における第１トレンチ８の深さ（第２深さＨ４）は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法のトレンチ８を形成する工程（Ｓ２０：図７）における第１トレンチ８の深さ（第１深さＨ１）よりも浅い。第２深さＨ４は、たとえば２．５μｍ以上２９．５μｍ以下である。

【0105】

次に、斜めイオン注入工程（Ｓ３０：図７）が実施される。具体的には、第１主面１にマスク層５４が配置された状態で、第１トレンチ８の第１側面５および第１底面７に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型（第２導電型）を付与可能な不純物イオンが斜め注入される。これにより、第１側面５および第１底面７に露出する第２領域３２が形成される（図１６参照）。次に、第１トレンチ８の第２側面６および第１底面７に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型を付与可能な不純物イオンが斜め注入される。これにより、第２側面６および第１底面７に露出する第４領域３４が形成される（図１７参照）。

【0106】

以上のように、第５実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法によれば、第２領域３２を形成する工程および第４領域３４を形成する工程の各々において、底面７に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンが注入される。

【0107】

次に、追加のエッチングが行われる。具体的には、第１トレンチ８の第１底面７に対して注入されたｐ型を付与可能な不純物イオンが追加のエッチングにより除去される。これにより、第１トレンチ８の深さが第２深さＨ４から第１深さＨ１になる（図１１参照）。結果として、第１トレンチ８の第１底面７がｎ型の第３下部ドリフト領域９１に露出する。図１１に示されるように、炭化珪素単結晶基板５０と炭化珪素エピタキシャル層４０との境界面４５に対して垂直な方向において、第１トレンチ８の第１底面７は、第２領域３２および第４領域３４の各々と、炭化珪素単結晶基板５０との間に位置している。以降の工程は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法と同様である。

【0108】

なお上記においては、第１導電型はｎ型でありかつ第２導電型はｐ型であるとして説明したが、第１導電型はｐ型でありかつ第２導電型はｎ型であってもよい。また上記においては、ＭＯＳＦＥＴを例示して、本開示に係る炭化珪素半導体装置２００を説明したが、本開示に係る炭化珪素半導体装置２００はＭＯＳＦＥＴに限定されない。本開示に係る炭化珪素半導体装置２００は、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等であってもよい。

【0109】

次に、上記実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００およびその製造方法の作用効果について説明する。

【0110】

図１７に示されるように、第２領域３２が第１トレンチ８の第１底面７に接している場合には、第１底面７よりも第２主面２側にある第２領域３２の幅は、第１底面７よりも第１主面１側にある第２領域３２の幅よりも大きくなる。この場合、第１底面７よりも第２主面２側における第２領域３２と第１領域３１とのチャージバランスは、第１底面７よりも第１主面１側における第２領域３２と第１領域３１とのチャージバランスとは異なる。同様に、第１底面７よりも第２主面２側における第４領域３４と第３領域３３とのチャージバランスは、第１底面７よりも第１主面１側における第４領域３４と第３領域３３とのチャージバランスとは異なる。そのため、第２領域３２と第１領域３１とのチャージバランスおよび第４領域３４と第３領域３３とのチャージバランスの各々がとれなくなる。つまり、スーパージャンクション部のチャージバランスを良好に保つことが困難となる。

【0111】

一方、上記実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００およびその製造方法によれば、第２主面２に対して垂直な方向において、第１トレンチ８の第１底面７は、第２領域３２の底面（第２端面３）と第２主面２との間にあり、かつ第４領域３４の底面（第４端面４）と第２主面２との間にある。この場合、第２領域３２は、第１トレンチ８の第１底面７から離間している。そのため、第２領域３２が第１トレンチ８の第１底面７に接している場合とは異なり、第２領域３２の幅は、第２主面２に対して垂直な方向において、ほぼ一定に保たれる。同様に、第４領域３４は、第１トレンチ８の第１底面７から離間している。そのため、第４領域３４が第１トレンチ８の第１底面７に接している場合とは異なり、第４領域３４の幅は、第２主面２に対して垂直な方向において、ほぼ一定に保たれる。結果として、第２領域３２と第１領域３１とのチャージバランスおよび第４領域３４と第３領域３３とのチャージバランスの各々がとれなくなることを抑制することができる。つまり、スーパージャンクション部のチャージバランスを良好に保つことができる。

【0112】

また深いスーパージャンクション部は、通常、エピタキシャル成長工程とイオン注入工程とを繰り返すことによって製造される。しかしながら、この製造方法を使用すると、製造工程が大幅に長くなり、コスト増加につながる。またエピタキシャル成長工程とイオン注入工程とを繰り返すことにより、各エピタキシャル層における不純物濃度が大きく異なる場合がある。

【0113】

一方、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法によれば、炭化珪素エピタキシャル層４０に、第１側面５と、第１側面５に対向する第２側面６とを有するトレンチ８が形成される。第１側面５に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第２領域３２が形成される。第２側面６に対して第２導電型を付与可能な不純物イオンを斜め注入することにより、第４領域３４が形成される。これにより、深いスーパージャンクション部を簡易な方法で製造することができる。そのため、製造工程を大幅に短縮することができる。

【0114】

またエピタキシャル成長工程が１回の場合には、エピタキシャル成長工程を２回以上繰り返す場合と比較して、第２主面２に対して垂直な方向における不純物濃度のばらつきを低減することができる。そのため、スーパージャンクション部のチャージバランスを良好に保つことができる。

【0115】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0116】

１ 第１主面、２ 第２主面、３ 第２端面、４ 第４端面、５ 第１側面、６ 第２側面、７ 第１底面（底面）、８ 第１トレンチ（トレンチ）、９ 第２トレンチ、１０ 第１メサ領域、１１ 第１不純物領域、１２ 第２不純物領域、１３ 第３不純物領域、１４ 第１コンタクト領域、１５ 第１下部ドリフト領域、１６ 第１スーパージャンクション部、１７ 第１端面、２０ 第２メサ領域、２１ 第４不純物領域、２２ 第５不純物領域、２３ 第６不純物領域、２４ 第２コンタクト領域、２５ 第２下部ドリフト領域、２６ 第２スーパージャンクション部、２７ 第３端面、３１ 第１領域、３２ 第２領域、３３ 第３領域、３４ 第４領域、４０ 炭化珪素エピタキシャル層、４１ 第５領域、４２ 第６領域、４３ 第７領域、４４ 第８領域、４５ 境界面、５０ 炭化珪素単結晶基板、５１ ゲート絶縁膜、５２ ゲート電極、５３ 分離絶縁膜、５４ マスク層、６０ 第１電極、６１ 電極層、６２ ソース配線、７０ 第２電極、７１ 第３側面、７２ 第４側面、７３ 第２底面、７４ 第１ゲートトレンチ、７５ 第５側面、７６ 第６側面、７７ 第３底面、７８ 第２ゲートトレンチ、８０ 絶縁体（第１絶縁体）、９０ 第２絶縁体、９１ 第３下部ドリフト領域、９２ 第１ｐ型不純物領域、９３ 第１ｎ型不純物領域、９４ 第２ｐ型不純物領域、１００ 炭化珪素基板、１０１ 第１方向、１０２ 第２方向、１０３ 第３方向、２００ 炭化珪素半導体装置（ＭＯＳＦＥＴ）、Ｈ１ 第１深さ、Ｈ２ 第２厚み、Ｈ３ 第１厚み、Ｈ４ 第２深さ、Ｗ１ 第１幅、Ｗ２ 第２幅、Ｗ３ 第３幅、Ｗ４ 第４幅、Ｗ５ 第５幅、Ｗ６ 第６幅、Ｗ７ 第７幅、Ｗ８ 第８幅、Ｗ９ 第９幅。

【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】