特許 7543960 半導体装置とその製造方法

(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】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】半導体装置とその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/78 20060101AFI20240827BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240827BHJP

   H01L 29/06 20060101ALI20240827BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 652N

H01L29/78 652T

H01L29/78 652D

H01L29/78 653A

H01L29/78 652M

H01L29/78 652P

H01L29/06 301G

H01L29/06 301V

H01L29/78 658A

H01L29/78 652J

H01L29/78 652H

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021051536

(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2022149402

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】手賀 直樹

(72)【発明者】

【氏名】片野 拓真

【審査官】杉山 芳弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０２７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０６８８１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５１２６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５３８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４１１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２４４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１８７８７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２３５６２９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／７８

Ｈ０１Ｌ ２９／１２

Ｈ０１Ｌ ２９／０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置（１，２，３，４，５，６，７）であって、
アクティブ領域（１０Ａ）と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域（１０Ｃ）と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域（１０Ｂ）と、に区画されており、第１主面（１０ａ）と第２主面（１０ｂ）を有する半導体層（１０）と、
トレンチゲート（３０）と、を備えており、
前記半導体層は、
前記アクティブ領域と前記中間領域と前記外周領域に配置されている第１導電型のドリフト領域（１２）と、
前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域上に設けられている第２導電型のボディ領域（１３）と、
前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ボディ領域上に設けられている第１導電型のソース領域（１４）と、
前記アクティブ領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第１コンタクト領域（１５）と、
前記中間領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、前記ソース領域と前記ボディ領域の周縁に沿って前記ソース領域と前記ボディ領域の周囲を一巡しており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第２コンタクト領域（１６）と、を有しており、
前記トレンチゲートは、前記アクティブ領域に配置されており、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びており、
前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布が一致しており、
前記第２コンタクト領域は、前記アクティブ領域と前記外周領域を結ぶ方向において、前記中間領域の半分以上の範囲を占めており、
前記中間領域に存在する前記ボディ領域は、前記第２コンタクト領域よりも前記アクティブ領域側にのみ配置されている、半導体装置。

【請求項2】

前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の底面が前記ボディ領域の底面と同一深さである、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記半導体層はさらに、
前記外周領域に配置されており、前記アクティブ領域及び前記中間領域の周囲を一巡している第２導電型の複数のガードリング（１７）、を有しており、
前記第２コンタクト領域は、前記複数のガードリングのうちの最内周のガードリングに接している、請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記半導体層はさらに、
前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられており、前記ドリフト領域よりも第１導電型不純物の濃度が濃い第１導電型の電流拡散領域（１０２）、を有しており、
前記電流拡散領域は、前記トレンチゲートの側面に接している、請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１コンタクト領域は、前記半導体層の前記第１主面上に設けられているソース電極（２４）と接触する位置に存在するシリサイド層（１８）を有しており、
前記第１コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布は、前記シリサイド層の底面近傍が最大濃度である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記半導体層はさらに、
前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられている第２導電型の複数のディープ領域（１０４）、を有しており、
前記複数のディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、第１方向に沿って伸びており、前記第１方向に直交する第２方向に間隔を開けて配置されており、
前記複数のディープ領域の各々は、前記ボディ領域の底面から前記トレンチゲートの底面を超えて伸びており、
前記複数のディープ領域の各々は、前記中間領域において、前記第２コンタクト領域に接している、請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向が前記トレンチゲートの長手方向と平行であり、
前記トレンチゲートの一方の側面が、対応する前記第１コンタクト領域及び前記ディープ領域によって被覆されている、請求項６に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向が前記トレンチゲートの長手方向に対して交差している、請求項６に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記半導体層はさらに、
前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられている第２導電型の複数のディープ領域（１０４）、を有しており、
前記複数のディープ領域は、複数の上側ディープ領域（１０４Ａ）と、前記複数の上側ディープ領域の下方に配置されている複数の下側ディープ領域（１０４Ｂ）と、を有しており、
前記複数の上側ディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、第１方向に沿って伸びており、前記第１方向に直交する第２方向に間隔を開けて配置されており、
前記複数の上側ディープ領域の各々は、前記ボディ領域の底面から前記トレンチゲートの底面を超えて伸びており、
前記複数の上側ディープ領域の各々は、前記中間領域において、前記第２コンタクト領域に接しており、
前記複数の下側ディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向とは異なる第３方向に沿って伸びており、前記第３方向に直交する第４方向に間隔を開けて配置されており、
前記複数の下側ディープ領域の各々は、前記上側ディープ領域に接している、請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項10】

半導体装置（１，２，３，４，５，６，７）の製造方法であって、
第１主面（１０ａ）と第２主面（１０ｂ）を有する第１導電型の半導体層（１０）の前記第１主面上に第１マスク（５２）を成膜する第１マスク成膜工程であって、前記半導体層は、アクティブ領域（１０Ａ）と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域（１０Ｃ）と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域（１０Ｂ）と、に区画されており、前記第１マスクは、前記アクティブ領域と前記中間領域に対応して開口（５２ａ）が形成されている、第１マスク成膜工程と、
前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内にボディ領域（１３）を形成するボディ領域形成工程と、
前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第１導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内の前記ボディ領域よりも浅い範囲にソース領域（１４）を形成するソース領域形成工程と、
前記半導体層の前記第１主面上に第２マスク（５４）を成膜する第２マスク成膜工程であって、前記第２マスクは、前記アクティブ領域の所定位置に内側開口（５４ａ）が形成されているとともに、前記ソース領域の周縁が露出するように前記ソース領域の周縁に沿って前記ソース領域の周囲を一巡する周縁開口（５４ｂ）が形成されている、第２マスク成膜工程と、
前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第２マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入してコンタクト領域（１５，１６）を形成する工程であって、前記第２マスクの前記内側開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第１コンタクト領域（１５）を形成し、前記第２マスクの前記周縁開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第２コンタクト領域（１６）を形成するコンタクト領域形成工程と、
前記アクティブ領域に、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びるトレンチゲート（３０）を形成するトレンチゲート形成工程と、を備えている、半導体装置の製造方法。

【請求項11】

前記コンタクト領域形成工程では、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の底面が前記ボディ領域の底面と同一深さとなるように形成される、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項12】

前記半導体層の前記外周領域には、前記アクティブ領域及び前記中間領域の周囲を一巡している第２導電型の複数のガードリング（１７）が配置されており、
前記コンタクト領域形成工程では、前記第２コンタクト領域が前記複数のガードリングのうちの最内周のガードリングに接するように形成される、請求項１０又は１１に記載の半導体装置。

【請求項13】

前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第１導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内の前記ボディ領域よりも深い範囲に電流拡散領域（１０２）を形成する電流拡散領域形成工程、をさらに備えており、
前記電流拡散領域は、前記トレンチゲートの側面に接している、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、半導体装置とその製造方法に関する。

【0002】

特許文献１は、イオン注入技術を利用して、半導体層の所定深さにおいて面的に広がるｐ型のボディ領域を形成するとともに、そのボディ領域よりも浅い位置であって半導体層の主面に露出する位置に面的に広がるｎ型のソース領域を形成する、半導体装置の製造方法を開示する。この製造方法ではさらに、イオン注入技術を利用して、ソース領域をカウンタードーピングすることにより、ｐ型のコンタクト領域が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－７６５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の半導体装置では、ゲート構造としてトレンチゲートが採用されることが多い。特許文献１に開示される製造方法では、面的に広がるボディ領域及びソース領域を貫通するように、半導体層のアクティブ領域内にトレンチゲートが形成される。通常、アクティブ領域に配置されるトレンチゲートは、面的に広がるボディ領域よりも内側に形成される。このため、アクティブ領域に配置されるトレンチゲートの最外周側の端部よりも外側には、面的に広がるボディ領域及びソース領域が存在することとなる。

【0005】

ボディ領域は、ゲート閾値電圧及びチャネル抵抗を考慮し、比較的薄い不純物濃度で形成されることが多い。このため、トレンチゲートよりも外側のボディ領域では、その面積によっては電位が不安定となる可能性がある。本明細書では、トレンチゲートの最外周側の端部よりも外側に広がるボディ領域の電位を安定化させる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する半導体装置（１，２，３，４，５，６，７）は、第１主面（１０ａ）と第２主面（１０ｂ）を有する半導体層（１０）と、トレンチゲート（３０）と、を備えることができる。前記半導体層は、アクティブ領域（１０Ａ）と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域（１０Ｃ）と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域（１０Ｂ）と、に区画されている。前記半導体層は、前記アクティブ領域と前記中間領域と前記外周領域に配置されている第１導電型のドリフト領域（１２）と、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域上に設けられている第２導電型のボディ領域（１３）と、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ボディ領域上に設けられている第１導電型のソース領域（１４）と、前記アクティブ領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第１コンタクト領域（１５）と、前記中間領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、前記ソース領域の周縁に沿って前記ソース領域の周囲を一巡しており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第２コンタクト領域（１６）と、を有することができる。前記トレンチゲートは、前記アクティブ領域に配置されており、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びている。前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布が一致している。

【0007】

上記半導体装置では、トレンチゲートよりも外側の前記中間領域に前記第２コンタクト領域が設けられている。前記第２コンタクト領域は、前記ボディ領域に接している。このため、トレンチゲートよりも外側に設けられている前記ボディ領域の電位が安定化する。さらに、上記半導体装置では、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布が一致しているので、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域は、同時形成されるものである。換言すると、前記第２コンタクト領域を形成するための専用の工程を増加させることなく、前記第１コンタクト領域を形成する工程と同時に前記第２コンタクト領域を形成することができる。このため、上記半導体装置は、低コストで製造可能な構造を有している。このように、上記半導体装置は、低コストで製造可能であるとともに、トレンチゲートよりも外側に設けられている前記ボディ領域の電位が安定化することができる。

【0008】

本明細書が開示する半導体装置（１，２，３，４，５，６，７）の製造方法は、第１マスク成膜工程と、ボディ領域形成工程と、ソース領域形成工程と、第２マスク成膜工程と、コンタクト領域形成工程と、トレンチゲート形成工程と、を備えることができる。前記第１マスク成膜工程では、第１主面（１０ａ）と第２主面（１０ｂ）を有する第１導電型の半導体層（１０）の前記第１主面上に第１マスク（５２）を成膜する。ここで、前記半導体層は、アクティブ領域（１０Ａ）と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域（１０Ｃ）と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域（１０Ｂ）と、に区画されている。前記第１マスクは、前記アクティブ領域と前記中間領域に対応して開口（５２ａ）が形成されている。前記ボディ領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内にボディ領域（１３）を形成する。前記ソース領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第１導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内の前記ボディ領域よりも浅い範囲にソース領域（１４）を形成する。前記第２マスク成膜工程では、前記半導体層の前記第１主面上に第２マスク（５４）を成膜する。ここで、前記第２マスクは、前記アクティブ領域の所定位置に内側開口（５４ａ）が形成されているとともに、前記ソース領域の周縁が露出するように前記ソース領域の周縁に沿って前記ソース領域の周囲を一巡する周縁開口（５４ｂ）が形成されている。前記コンタクト領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第２マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入してコンタクト領域（１５，１６）を形成する。前記コンタクト領域形成工程では、前記第２マスクの前記内側開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第１コンタクト領域（１５）を形成し、前記第２マスクの前記周縁開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第２コンタクト領域（１６）を形成する。前記トレンチゲート形成工程では、前記アクティブ領域に、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びるトレンチゲート（３０）を形成する。

【0009】

上記製造方法では、共通の前記第１マスクを利用して前記ボディ領域と前記ソース領域を形成することができる。このため、上記製造方法は、低コストで半導体装置を製造することができる。さらに、上記製造方法は、共通の前記第２マスクを利用して前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域を形成することができる。前記第２コンタクト領域は、前記中間領域に設けられている前記ボディ領域に接している。このため、前記中間領域に設けられている前記ボディ領域の電位が安定化する。このように、上記製造方法は、前記第２コンタクト領域を形成するための専用の工程を増加させることなく、前記中間領域に設けられている前記ボディ領域の電位を安定化させるための前記第２コンタクト領域を、前記第１コンタクト領域を形成する工程と同時に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】半導体層を平面視したときに、半導体層に区画されているアクティブ領域、中間領域及び外周領域の位置関係を示す図である。

【図2】第１実施形態の半導体装置の要部断面図であり、図１のII-II線に対応した断面図を模式的に示す図である。

【図3】半導体装置の要部拡大断面図であり、第１コンタクト領域とソース電極の接続箇所の近傍の図である。

【図4】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図5】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図6】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図7】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図8】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図9】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図10】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図11】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図12】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図13】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図14】半導体装置を製造する過程の要部断面図を模式的に示す図である。

【図15】第２実施形態の半導体装置の要部断面図であり、図１のII-II線に対応した断面図を模式的に示す図である。

【図16】第３実施形態の半導体装置の要部断面図であり、図１のII-II線に対応した断面図を模式的に示す図である。

【図17】第３実施形態の半導体装置の変形例の要部斜視図である。

【図18】第３実施形態の半導体装置の変形例の要部斜視図である。

【図19】第３実施形態の半導体装置の変形例の要部断面図であり、図１８のXIX-XIX線に対応した断面図を模式的に示す図である。

【図20】第３実施形態の半導体装置の変形例の要部斜視図である。

【図21】第４実施形態の半導体装置の要部断面図であり、図１のII-II線に対応した断面図を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
図１及び図２に示されるように、第１実施形態の半導体装置１は、ＭＯＳＦＥＴと称される種類のパワーデバイスであり、半導体層１０を用いて構成されている。半導体層１０の材料は、特に限定されるものではないが、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）であってもよい。

【0012】

図１に示されるように、半導体層１０は、半導体層１０を上側から見たときに（以下、「平面視したときに」という）、アクティブ領域１０Ａと中間領域１０Ｂと外周領域１０Ｃに区画されている。アクティブ領域１０Ａは、半導体層１０の中央側に区画された領域であり、後述するように、スイッチング構造が形成された領域である。中間領域１０Ｂは、アクティブ領域１０Ａと外周領域１０Ｃの間に区画された領域であり、アクティブ領域１０Ａの周囲を一巡している。外周領域１０Ｃは、アクティブ領域１０Ａ及び中間領域１０Ｂの周囲に区画された領域であり、アクティブ領域１０Ａ及び中間領域１０Ｂの周囲を一巡している。外周領域１０Ｃには、後述するように、外周耐圧構造が形成されている。なお、図１の「ＧＰ」の領域は、ゲートパットが配設される領域を示している。

【0013】

図２に示されるように、半導体装置１は、半導体層１０と、ドレイン電極２２と、ソース電極２４と、複数のトレンチゲート３０と、を備えている。半導体層１０は、ドレイン領域１１と、ドリフト領域１２と、ボディ領域１３と、ソース領域１４と、第１コンタクト領域１５と、第２コンタクト領域１６と、複数のガードリング１７と、を有している。図２に示されるように、アクティブ領域１０Ａは、複数のトレンチゲート３０が設けられている領域である。中間領域１０Ｂは、アクティブ領域１０Ａに設けられているトレンチゲート３０の最外周側の端部から外周領域１０Ｃのガードリング１７までの領域である。外周領域１０Ｃは、最内周のガードリング１７よりも外側の領域である。

【0014】

ドレイン電極２２は、半導体層１０の下面１０ｂを被覆するように設けられている。ドレイン電極２２は、アクティブ領域１０Ａと中間領域１０Ｂと外周領域１０Ｃに亘って配設されており、半導体層１０の下面１０ｂの全体に接している。

【0015】

ソース電極２４は、半導体層１０の上面１０ａを被覆するように設けられている。ソース電極２４は、アクティブ領域１０Ａの全範囲と中間領域１０Ｂの一部に亘って配設されており、半導体層１０の上面１０ａに形成されている層間絶縁膜４０の開口から露出する半導体層１０の上面１０ａに接している。

【0016】

ドレイン領域１１は、高濃度のｎ型不純物を含有するＮ型層である。ドレイン領域１１は、アクティブ領域１０Ａと中間領域１０Ｂと外周領域１０Ｃに亘って配置されており、半導体層１０の下面１０ｂに露出する位置に設けられている。ドレイン領域１１は、ドレイン電極２２にオーミック接触している。ドレイン領域１１は、後述するように、ドリフト領域１２をエピタキシャル成長するための下地基板でもある。

【0017】

ドリフト領域１２は、ドレイン領域１１よりもｎ型不純物濃度が低いＮ型層である。ドリフト領域１２は、アクティブ領域１０Ａと中間領域１０Ｂと外周領域１０Ｃに亘って配置されている。ドリフト領域１２は、複数のトレンチゲート３０の各々の側面及び底面に接している。

【0018】

ボディ領域１３は、低濃度のｐ型不純物を含有するＰ型層である。ボディ領域１３は、アクティブ領域１０Ａの全範囲と中間領域１０Ｂの一部の範囲に亘って配置されており、ドリフト領域１２上に設けられている。ボディ領域１３は、半導体層１０の上面１０ａから所定深さにおいて面的に広がって形成されており、トレンチゲート３０の側面のうちの下側部分に接している。ボディ領域１３は、ドリフト領域１２とソース領域１４を隔てるように配置されている。

【0019】

ソース領域１４は、高濃度のｎ型不純物を含有するＮ型層である。ソース領域１４は、アクティブ領域１０Ａの全範囲と中間領域１０Ｂの一部の範囲に亘って配置されており、ボディ領域１３上に設けられている。ソース領域１４は、半導体層１０の上面１０ａに露出する位置において面的に広がって形成されており、トレンチゲート３０の側面のうちの上側部分に接している。ソース領域１４は、半導体層１０の上面１０ａに形成されている層間絶縁膜４０の開口から露出しており、ソース電極２４にオーミック接触している。

【0020】

第１コンタクト領域１５は、ボディ領域１３よりもｐ型不純物を高濃度に含有するＰ型層である。第１コンタクト領域１５は、アクティブ領域１０Ａに配置されており、半導体層１０を平面視したときに、トレンチゲート３０の長手方向と平行に伸びている。第１コンタクト領域１５は、半導体層１０を平面視したときに、トレンチゲート３０の長手方向の一方の端部から他方の端部まで伸びている。第１コンタクト領域１５は、半導体層１０の上面１０ａからソース領域１４を超えてボディ領域１３に達するように形成されており、ボディ領域１３に接している。この例では、第１コンタクト領域１５の底面は、ボディ領域１３の底面と略同一深さである。この例に代えて、第１コンタクト領域１５の底面は、ボディ領域１３の底面よりも浅い位置にあってもよい。第１コンタクト領域１５は、半導体層１０の上面１０ａに形成されている層間絶縁膜４０の開口から露出しており、ソース電極２４にオーミック接触している。これにより、アクティブ領域１０Ａのボディ領域１３は、第１コンタクト領域１５を介してソース電極２４の電位に固定されている。

【0021】

図３に、第１コンタクト領域１５がソース電極２４に接する部分の要部拡大図を示す。また、図３には、ボディ領域１３とソース領域１４と第１コンタクト領域１５の各々の不純物の深さ方向の濃度プロファイルも合わせて示されている。図中の「ボディＰ」がボディ領域１３に含まれるｐ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルであり、図中の「ソースＮ」がソース領域１４に含まれるｎ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルであり、図中の「コンタクトＰ」が第１コンタクト領域１５に含まれるｐ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルである。

【0022】

図３に示されるように、ソース領域１４及び第１コンタクト領域１５の各々のうちのソース電極２４に接する部分には、シリサイド層１８が形成されている。一例ではあるが、シリサイド層１８の厚みは５０～２００ｎｍである。第１コンタクト領域１５は、シリサイド層１８が形成される深さ範囲、特にシリサイド層１８の底面に対応する深さにおいてｐ型不純物の濃度が濃くなるように調整されている。ここで、第１コンタクト領域１５とソース電極２４の接合面における第１コンタクト領域１５のｐ型不純物の濃度がＰ_１であり、第１コンタクト領域１５の深さ方向におけるｐ型不純物の最大濃度がＰ_２であり、ボディ領域１３とソース領域１４の接合面に対応する深さにおける第１コンタクト領域１５のｐ型不純物の濃度がＰ_３である。特に限定されるものではないが、例えば、Ｐ₁が１×１０¹⁷～１×１０²⁰ｃｍ^-3であり、Ｐ₂が１×１０¹⁹～１×１０²¹ｃｍ^-3であり、Ｐ₃が１×１０¹⁷～１×１０²⁰ｃｍ^-3であってもよい。Ｐ₃はソース領域１４の不純物濃度よりも濃く調整されている。

【0023】

第１コンタクト領域１５に含まれるｐ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルは、Ｐ₁＜Ｐ₂、且つ、Ｐ₃＜Ｐ₂を満たす。換言すると、第１コンタクト領域１５は、半導体層１０の内部にｐ型不純物の最大濃度が位置するとともに、シリサイド層１８の底面近傍が最大濃度となるような濃度プロファイルを有している。このような濃度プロファイルを有していると、第１コンタクト領域１５とソース電極２４のコンタクト抵抗を低くしながら、第１コンタクト領域１５をイオン注入工程で形成するときのｐ型不純物のドーズ量を減らすことができる。

【0024】

図２に戻る。第２コンタクト領域１６は、中間領域１０Ｂに配置されており、ボディ領域１３よりもｐ型不純物を高濃度に含有するＰ型層である。第２コンタクト領域１６は、半導体層１０の上面１０ａからソース領域１４を超えてボディ領域１３に達するように形成されており、ボディ領域１３に接している。この例では、第２コンタクト領域１６の底面は、ボディ領域１３の底面と略同一深さである。この例に代えて、第２コンタクト領域１６の底面は、ボディ領域１３の底面よりも浅い位置にあってもよい。第２コンタクト領域１６は、ボディ領域１３及びソース領域１４の周縁を被覆するように配置されており、ボディ領域１３及びソース領域１４の周縁に沿ってボディ領域１３及びソース領域１４を一巡している。第２コンタクト領域１６は、内周側の端部がボディ領域１３及びソース領域１４に接しており、外周側の端部が複数のガードリング１７のうちの最内周のガードリング１７に接している。第２コンタクト領域１６は、半導体層１０の上面１０ａに形成されている層間絶縁膜４０の開口から露出しており、ソース電極２４にオーミック接触している。これにより、中間領域１０Ｂのボディ領域１３は、第２コンタクト領域１６を介してソース電極２４の電位に固定されている。

【0025】

後述するように、第１コンタクト領域１５と第２コンタクト領域１６は、同一のイオン注入工程によって形成されている。このため、第１コンタクト領域１５と第２コンタクト領域１６のｐ型不純物の深さ方向の濃度分布が一致している。第２コンタクト領域１６についても、第１コンタクト領域１５と同様に、ソース電極２４に接する部分にシリサイド層が形成されている。上記したように、第２コンタクト領域１６についても、第１コンタクト領域１５と同様に、第２コンタクト領域１６とソース電極２４のコンタクト抵抗を低くしながら、第２コンタクト領域１６をイオン注入工程で形成するときのｐ型不純物のドーズ量を減らすことができる。

【0026】

ガードリング１７は、外周領域１０Ｃに配置されており、ｐ型不純物を含むＰ型層である。ガードリング１７は、半導体層１０の上面１０ａから所定深さに達するように形成されており、外周領域１０Ｃに沿ってアクティブ領域１０Ａ及び中間領域１０Ｂの周囲を一巡している。ガードリング１７は、外周耐圧構造の一例であり、半導体装置１がオフしたときに空乏層を外側へと伸ばし、電界集中を緩和する役割を担っている。ガードリング１７に代えて、外周耐圧構造として例えばリサーフ層が設けられていてもよい。

【0027】

複数のトレンチゲート３０は、アクティブ領域１０Ａに配置されており、半導体層１０の上面１０ａからソース領域１４及びボディ領域１３を超えてドリフト領域１２に達するように形成されている。半導体層１０を平面視したとき、複数のトレンチゲート３０の各々は、アクティブ領域１０Ａ内を一方向に沿って伸びており、アクティブ領域１０Ａの一方端から他方端まで伸びている。このように、半導体層１０を平面視したとき、複数のトレンチゲート３０は、ストライプ状に配置されている。なお、ストライプ状の配置は一例であり、複数のトレンチゲート３０は他のレイアウトで配置されてもよい。複数のトレンチゲート３０の各々は、ゲート電極３２とゲート絶縁膜３４を有している。ゲート電極３２は、ゲート絶縁膜３４によってドリフト領域１２とボディ領域１３とソース領域１４から絶縁されており、層間絶縁膜４０によってソース電極２４から絶縁されている。ゲート電極３２は、ゲートパッドＧＰ（図１参照）に電気的に接続されている。ゲート電極３２は、特に限定されるものではないが、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）であってもよい。ゲート絶縁膜３４は、特に限定されるものではないが、例えば多結晶シリコンであってもよい。

【0028】

このように、アクティブ領域１０Ａには、ドレイン電極２２、ドレイン領域１１、ドリフト領域１２、ボディ領域１３、ソース領域１４、第１コンタクト領域１５、ソース電極２４及びトレンチゲート３０等によってスイッチング構造が形成されている。

【0029】

次に、半導体装置１の動作について説明する。ドレイン電極２２がソース電極２４よりも高電位となるような電圧がドレイン・ソース間に印加されている状態で、ゲート電極３２にゲート閾値電圧以上の電圧が印加されると、ゲート絶縁膜３４に隣接する範囲のボディ領域１３にチャネルが形成される。ソース領域１４から供給される電子は、このチャネルを介してドリフト領域１２に流入することができる。これにより、ドレイン電極２２とソース電極２４の間が導通し、半導体装置１がオンとなる。一方、ゲート電極３２にゲート閾値電圧未満の電圧が印加されると、チャネルが消失し、半導体装置１がオフとなる。このように、半導体装置１は、ゲート電極３２に印加する電圧に応じてドレイン電極２２とソース電極２４の間を流れる電流を制御するスイッチング素子として動作することができる。

【0030】

次に、半導体装置１の製造方法について説明する。まず、図４に示されるように、ドレイン領域１１として機能するＳｉＣ基板を準備する。このＳｉＣ基板は、特に限定されるものではないが、例えばｎ型不純物の濃度が１×１０¹⁸～１×１０¹⁹ｃｍ^-3であり、厚みが３５０～５００μｍであってもよい。次に、エピタキシャル成長技術を利用して、ドレイン領域１１の上面からドリフト領域１２を結晶成長させる。ドリフト領域１２は、特に限定されるものではないが、例えばｎ型不純物の濃度が１×１０¹⁵～１×１０¹⁷ｃｍ^-3であり、厚みが５～１００μｍであってもよい。これにより、ドレイン領域１１とドリフト領域１２が積層した半導体層１０が準備される。

【0031】

次に、図５に示されるように、ＣＶＤ技術及びフォトリソグラフィー技術を利用して、半導体層１０の上面１０ａにマスク５２を成膜する（第１マスク成膜工程の一例）。マスク５２には、アクティブ領域１０Ａの全範囲と中間領域１０Ｂの一部の範囲に対応した開口５２ａが形成されている。なお、後述するように、マスク５２には、外周領域１０Ｃに形成される複数のガードリング１７に対応した開口が形成されていてもよい。

【0032】

次に、図６に示されるように、イオン注入技術を利用して、マスク５２の開口５２ａから露出する半導体層１０の上面１０ａに向けてアルミニウムを多段でイオン注入し、ボディ領域１３を形成する（ボディ領域形成工程の一例）。ボディ領域１３は、半導体層１０のアクティブ領域１０Ａの全範囲及び中間領域１０Ｂの一部の範囲において面的に広がるように形成される。このイオン注入工程は、特に限定されるものではないが、例えばドーズ量が１×１０¹¹～１×１０¹⁴ｃｍ^-2であり、注入エネルギーが１０～１５００ｅＶであってもよい。ボディ領域１３は、特に限定されるものではないが、例えばｐ型不純物のピーク濃度が１×１０¹⁷～１×１０¹⁸ｃｍ^-3であり、底面の深さが０．５～１．５μｍであってもよい。

【0033】

次に、図７に示されるように、イオン注入技術を利用して、マスク５２の開口５２ａから露出する半導体層１０の上面１０ａに向けて窒素を多段でイオン注入し、ソース領域１４を形成する（ソース領域形成工程の一例）。ソース領域１４は、半導体層１０のアクティブ領域１０Ａの全範囲及び中間領域１０Ｂの一部の範囲において面的に広がるように形成され、ボディ領域１３に積層するようにボディ領域１３よりも浅い範囲に形成される。また、ソース領域１４は、半導体層１０の上面に露出する位置に形成される。なお、ソース領域１４は、ボディ領域１３よりも先に形成されてもよい。このイオン注入工程は、特に限定されるものではないが、例えばドーズ量が１×１０¹³～１×１０¹⁶ｃｍ^-2であり、注入エネルギーが１０～５００ｅＶであってもよい。ソース領域１４は、特に限定されるものではないが、例えばｎ型不純物のピーク濃度が１×１０¹⁸～１×１０²⁰ｃｍ^-3であり、底面の深さが０．１～０．８μｍであってもよい。ボディ領域１３及びソース領域１４を形成した後に、マスク５２は除去される。

【0034】

次に、図８に示されるように、ＣＶＤ技術及びフォトリソグラフィー技術を利用して、半導体層１０の上面１０ａにマスク５４を成膜する（第２マスク成膜工程の一例）。マスク５４には、アクティブ領域１０Ａの一部の範囲に対応した内側開口５４ａ及び中間領域１０Ｂの一部の範囲に対応した周縁開口５４ｂが形成されている。マスク５４の周縁開口５４ｂは、ソース領域１４の周縁が露出するようにソース領域１４の周縁に沿ってソース領域１４の周囲を一巡して形成されている。

【0035】

次に、図９に示されるように、イオン注入技術を利用して、マスク５４の内側開口５４ａ及び周縁開口５４ｂから露出する半導体層１０の上面１０ａに向けてアルミニウムを多段でイオン注入し、第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６を形成する（コンタクト領域形成工程の一例）。このイオン注入工程は、特に限定されるものではないが、例えばドーズ量が１×１０¹³～１×１０¹⁶ｃｍ^-2であり、注入エネルギーが１０～１５００ｅＶであってもよい。第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６は、特に限定されるものではないが、例えばｐ型不純物のピーク濃度が１×１０¹⁹～１×１０²¹ｃｍ^-3であり、底面の深さが０．５～１．５μｍであってもよい。第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６を形成した後に、マスク５４は除去される。

【0036】

第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６は、ソース領域１４を超えてボディ領域１３に達するように形成される。これにより、第１コンタクト領域１５は、アクティブ領域１０Ａにおいてボディ領域１３に電気的に接続される。第２コンタクト領域１６は、中間領域１０Ｂにおいてボディ領域１３に電気的に接続される。さらに、第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６は、その底面がボディ領域１３の底面と略同一深さとなるように形成される。例えば、第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６の底面がボディ領域１３の底面よりも浅くなるように第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６が形成されると、中間領域１０Ｂにおいては、ボディ領域１３の終端部に対応した角部がドリフト領域１２に露出する。このため、この角部の電界集中が懸念される。一方、第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６の底面がボディ領域１３の底面と一致するように第１コンタクト領域１５及び第２コンタクト領域１６が形成されると、ボディ領域１３の周縁部に対応した角部がドリフト領域１２に露出することがない。このため、この角部における電界集中が緩和される。

【0037】

次に、図１０に示されるように、イオン注入技術を利用して、外周領域１０Ｃにガードリング１７を形成する。具体的には、ガードリング１７の形成位置に対応した開口が形成されているマスクを半導体層１０の上面１０ａに成膜した後に、そのマスクの開口越しにアルミニウムをイオン注入することにより、ガードリング１７を形成することができる。なお、複数のガードリング１７は、ボディ領域１３と同時に形成されてもよい。この場合、ボディ領域１３を形成するためのマスク５２に複数のガードリング１７に対応した開口を形成して置くことで、複数のガードリング１７をボディ領域１３と同時に形成することができる。

【0038】

次に、図１１に示されるように、ＣＶＤ技術及びフォトリソグラフィー技術を利用して、半導体層１０の上面１０ａにマスク５６を成膜する。マスク５６には、アクティブ領域１０Ａの一部の範囲に対応した複数の開口５６ａが形成されている。次に、ドライエッチング技術を利用して、マスク５６の開口５６ａから露出する半導体層１０の表層部にトレンチＴＲを形成する。トレンチＴＲは、半導体層１０の上面１０ａからソース領域１４及びボディ領域１３を貫通してドリフト領域１２に達するように形成される。トレンチＴＲは、特に限定されるものではないが、例えば深さが０．５～２μｍであり、短手方向の幅が０．３～１μｍであってもよい。トレンチＴＲを形成した後に、マスク５６は除去される。マスク５６を除去した後に、半導体層１０の表面及びトレンチＴＲの内面を被覆するように保護膜を成膜し、活性化アニール処理を実施する。その後、保護膜は除去される。

【0039】

次に、図１２に示されるように、ＣＶＤ技術を利用して、半導体層１０の上面１０ａ及びトレンチＴＲの内面を被覆するようにゲート絶縁膜３４を成膜する。次に、ＣＶＤ技術を利用して、トレンチＴＲが充填されるように、ゲート電極３２を成膜する。

【0040】

次に、図１３に示されるように、半導体層１０の上面１０ａに成膜されたゲート絶縁膜３４及びゲート電極３２を除去する。なお、半導体層１０の上面１０ａに成膜されたゲート電極３２の一部は、この断面では図示されないが、ゲート配線として用いるために残存させてもよい。

【0041】

次に、図１４に示されるように、ＣＶＤ技術及びフォトリソグラフィー技術を利用して、半導体層１０の上面１０ａに層間絶縁膜４０を成膜する。層間絶縁膜４０には、アクティブ領域１０Ａのソース領域１４及び第１コンタクト領域１５が露出する開口及び中間領域１０Ｂの第２コンタクト領域１６が露出する開口が形成されている。次に、層間絶縁膜４０の開口から露出する半導体層１０の上面１０ａに、シリサイド層を形成するための金属膜を成膜する。金属膜は、特に限定されるものではないが、例えばニッケル（Ｎｉ）とコバルト（Ｃｏ）とチタン（Ｔｉ）が積層した金属膜であってもよい。金属膜を成膜した後に、アニール処理を実施してシリサイド層を形成する。アニール処理を実施後、未反応金属は除去される。次に、ドレイン電極２２、ソース電極２４及びゲートパッドＧＰ（図１参照）の各々を成膜し、半導体装置１が完成する。

【0042】

この製造方法では、ボディ領域１３とソース領域１４が共通のマスク５２を利用して形成される。このため、この製造方法は、マスク成膜工程を削減することができるので、低コストで半導体装置１を製造することができる。

【0043】

一方、共通のマスク５２を利用してボディ領域１３とソース領域１４が形成されると、トレンチゲート３０よりも外側に、即ち、中間領域１０Ｂにボディ領域１３及びソース領域１４が面的に広がるように形成される。ボディ領域１３は、ゲート閾値電圧及びチャネル抵抗を考慮し、比較的薄い不純物濃度で形成されている。このため、中間領域１０Ｂに面的に広がるボディ領域１３が存在していると、その面積によっては電位が不安定となる可能性がある。特に、炭化珪素を材料とする半導体層１０では、ｐ型領域の抵抗が高くなる。このため、中間領域１０Ｂに面的に広がるボディ領域１３では、電位が不安定となり易い。

【0044】

この製造方法は、中間領域１０Ｂに第２コンタクト領域１６が設けられているので、中間領域１０Ｂに配置されているボディ領域１３の電位が安定化する。特に、第２コンタクト領域１６は、その底面がボディ領域１３の底面と略同一深さとなるように形成されるので、ボディ領域１３が第２コンタクト領域１６とオーバーラップすることとなる。このため、中間領域１０Ｂのボディ領域１３は、高濃度な第２コンタクト領域１６にオーバーラップされるので、その不純物濃度が実質的に濃くなり、その部分の電位が安定する。

【0045】

また、第２コンタクト領域１６は、内周側の端部がボディ領域１３及びソース領域１４に接しており、外周側の端部が複数のガードリング１７のうちの最内周のガードリング１７に接しており、中間領域１０Ｂの広い範囲に亘って設けられている。例えば、第２コンタクト領域１６は、周方向（アクティブ領域１０Ａと外周領域１０Ｃを結ぶ方向）において、半分以上の範囲を占めている。これにより、中間領域１０Ｂに存在するボディ領域１３及びソース領域１４の面積が小さくなる。ボディ領域１３の面積が小さくなることで、ボディ領域１３の電位が安定化する。また、中間領域１０Ｂに存在するソース領域１４は、電位がフローティングになっており、電位が不安定である。しかしながら、ソース領域１４の面積が小さいことから、このような不安定な電位のソース領域１４による耐量低下等の問題も抑制されている。

【0046】

さらに、第２コンタクト領域１６は、マスク５４を利用して第１コンタクト領域１５と同時に形成することができる。この製造方法は、第２コンタクト領域１６を形成するための専用の工程を増加させることなく、第１コンタクト領域１５を形成する工程と同時に第２コンタクト領域１６を形成することができる。

【0047】

（第２実施形態）
図１５に、第２実施形態の半導体装置２を示す。なお、第１実施形態の半導体装置１と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。半導体装置２は、半導体層１０が電流拡散領域１０２を有していることを特徴としている。

【0048】

電流拡散領域１０２は、ドリフト領域１２よりもｎ型不純物を高濃度に含有するＮ型層である。電流拡散領域１０２は、アクティブ領域１０Ａの全範囲と中間領域１０Ｂの一部の範囲に亘って配置されており、ドリフト領域１２とボディ領域１３の間に設けられており、ドリフト領域１２とボディ領域１３の双方に接している。電流拡散領域１０２は、ドリフト領域１２とボディ領域１３の間において面的に広がって形成されており、トレンチゲート３０の底面及び側面のうちの下側部分に接している。電流拡散領域１０２は、図５～７で説明したイオン注入工程において、共通のマスク５２を利用して形成することができる。このため、電流拡散領域１０２は、専用のマスクを成膜するための工程を追加することなく形成することができる。

【0049】

このような電流拡散領域１０２が設けられていると、ドリフト領域１２内を電流が拡散して流れることができる。このため、半導体装置２は、低オン抵抗な特性を有することができる。

【0050】

（第３実施形態）
図１６に、第３実施形態の半導体装置３を示す。なお、第２実施形態の半導体装置２と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。半導体装置３は、半導体層１０が複数のディープ領域１０４を有していることを特徴としている。

【0051】

ディープ領域１０４は、ｐ型不純物を含有するＰ型層である。ディープ領域１０４は、アクティブ領域１０Ａと中間領域１０Ｂの各々に配置されており、ボディ領域１３の下面からトレンチゲート３０の底面よりも深い位置まで伸びている。ディープ領域１０４の底面は、電流拡散領域１０２の底面より浅くてもよく、電流拡散領域１０２の底面より深くてもよい。アクティブ領域１０Ａに設けられているディープ領域１０４は、第１コンタクト領域１５の下方に配置されており、第１コンタクト領域１５の底面に接しており、半導体層１０を平面視したときに、第１コンタクト領域１５に沿って、即ち、トレンチゲート３０の長手方向と平行に伸びている。

【0052】

図１６では、アクティブ領域１０Ａに設けられているディープ領域１０４が１つのみ図示されているが、実際には、アクティブ領域１０Ａに複数のディープ領域１０４が設けられている。このため、アクティブ領域１０Ａに設けられている複数のディープ領域１０４は、半導体層１０を平面視したときに、トレンチゲート３０の長手方向に沿って伸びており、トレンチゲート３０の長手方向に直交する方向に間隔を開けて配置されている。隣り合うディープ領域１０４の間には、電流拡散領域１０２が設けられている。中間領域１０Ｂに設けられているディープ領域１０４は、第２コンタクト領域１６の下方に配置されており、第２コンタクト領域１６の底面に接しており、半導体層１０を平面視したときに、第２コンタクト領域１６に沿って、即ち、ボディ領域１３及びソース領域１４の周縁に沿って一巡している。ディープ領域１０４は、例えばイオン注入技術を利用して形成することができる。この場合、ディープ領域１０４を形成するときにガードリング１７を同時に形成してもよい。具体的には、ディープ領域１０４とガードリング１７の形成位置に対応して開口が形成されているマスクを半導体層１０の上面に成膜した後に、イオン注入技術を利用して、そのマスクの開口越しにｐ型不純物をイオン注入することにより、ディープ領域１０４とガードリング１７を同時に形成することができる。このように形成されるガードリング１７は、ディープ領域１０４と同一の深さに、即ち、半導体層１０の内部に配置される。ガードリング１７とディープ領域１０４を同時形成すると、ガードリング１７とディープ領域１０４を形成するために必要なマスクと工程を共通化することができるので、低コストで半導体装置３を製造することができる。

【0053】

このようなディープ領域１０４が設けられていると、トレンチゲート３０のゲート絶縁膜３４に加わる電界集中が緩和される。このため、半導体装置３は、高耐圧な特性を有することができる。

【0054】

半導体装置３では、アクティブ領域１０Ａに設けられている複数のディープ領域１０４が、半導体層１０を平面視したときに、トレンチゲート３０の長手方向と平行に伸びていた。この例に代えて、図１７に示す半導体装置４のように、アクティブ領域１０Ａに設けられている複数のディープ領域１０４は、トレンチゲート３０に交差して伸びていてもよい。

【0055】

また、図１８及び図１９に示す半導体装置５のように、半導体層１０がさらに、トレンチゲート３０の底面に接する電界緩和領域１０６を有していてもよい。電界緩和領域１０６は、ｐ型不純物を含有するＰ型層である。電界緩和領域１０６は、トレンチゲート３０の長手方向に沿って設けられており、半導体層１０を平面視したときに、トレンチゲート３０の一方端から他方端まで伸びている。電界緩和領域１０６は、トレンチ１４の底面を被覆するゲート絶縁膜３４に接している。電界緩和領域１０６は、ディープ領域１０４よりも浅く形成されている。この例に代えて、電界緩和領域１０６は、ディープ領域１０４よりも深く形成されていてもよい。電界緩和領域１０６は、ディープ領域１０４を介してボディ領域１５に電気的に接続されている。

【0056】

このような電界緩和領域１０６が設けられていると、トレンチゲート３０のゲート絶縁膜３４に加わる電界集中が緩和される。このため、半導体装置５は、高耐圧な特性を有することができる。また、このような電界緩和領域１０６が設けられていると、トレンチゲート３０と電流拡散領域１０２が接する面積が減少するので、帰還容量（ゲート－ドレイン間容量）が減少する。

【0057】

また、図２０に示す半導体装置６のように、アクティブ領域１０Ａに設けられている複数のディープ領域１０４は、トレンチゲート３０の長手方向と平行に伸びている複数の上側ディープ領域１０４Ａと、複数の上側ディープ領域１０４Ａの下方に配置されているとともにトレンチゲート３０に交差して伸びている複数の下側ディープ領域１０４Ｂと、を有していてもよい。複数の上側ディープ領域１０４Ａの各々は、ボディ領域１３の底面からトレンチゲート３０の底面を超えて伸びている。複数の上側ディープ領域１０４Ａの各々は、第１コンタクト領域１５の下方に配置されており、第１コンタクト領域１５の底面に接している。隣り合う上側ディープ領域１０４Ａの間には、電流拡散領域１０２が設けられている。複数の下側ディープ領域１０４Ｂの各々は、複数の上側ディープ領域１０４Ａの各々の底面に接している。隣り合う下側ディープ領域１０４Ｂの間には、電流拡散領域１０２が設けられている。複数の下側ディープ領域１０４Ｂの各々の底面は、電流拡散領域１０２の底面より浅くてもよく、電流拡散領域１０２の底面より深くてもよい。なお、図示を省略するが、半導体装置６では、中間領域１０Ｂの第２コンタクト領域１６の下方に上側ディープ領域１０４Ａと下側ディープ領域１０４Ｂの双方が設けられている。

【0058】

このようなディープ領域１０４が設けられていると、トレンチゲート３０のゲート絶縁膜３４に加わる電界集中がさらに緩和される。このため、半導体装置６は、さらに高耐圧な特性を有することができる。

【0059】

（第４実施形態）
図２１に、第４実施形態の半導体装置７を示す。なお、第３実施形態の半導体装置３と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。半導体装置７は、第１コンタクト領域１５とディープ領域１０４がトレンチゲート３０の一方の側面を被覆するように設けられていることを特徴としている。

【0060】

第１コンタクト領域１５は、トレンチゲート３０の側面のうちの上側部分に接している。ディープ領域１０４は、トレンチゲート３０の側面のうちの下側部分と底面の一部に接している。このように、トレンチゲート３０と接するように第１コンタクト領域１５及びディープ領域１０４が設けられているので、ゲート絶縁膜３４に加わる電界集中が良好に緩和される。一方、半導体装置７では、トレンチゲート３０の一方の側面がチャネルとして機能しない。しかしながら、トレンチゲート３０の一方の側面が第１コンタクト領域１５及びディープ領域１０４とオーバーラップするように配置されることで、トレンチゲート３０のピッチを狭くすることができ、チャネル面積が確保される。したがって、半導体装置６は、オン抵抗の低下を抑えながら、ゲート絶縁膜３４に加わる電界集中を良好に緩和することができる。

【0061】

以下、本明細書で開示される技術の特徴を整理する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【0062】

本明細書が開示する半導体装置の一例は、第１主面と第２主面を有する半導体層と、トレンチゲートと、を備えることができる。前記半導体層は、アクティブ領域と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域と、に区画されている。前記アクティブ領域は、前記トレンチゲートが配置されており、電流のオンとオフを制御するためのスイッチング構造が形成されている領域である。前記外周領域は、前記半導体装置がオフしたときに、前記アクティブ領域から外周に向けて空乏層を伸展させるための外周耐圧構造が形成されている領域である。前記外周耐圧構造は、特に限定されるものではないが、例えばガードリングであってもよい。前記中間領域は、前記アクティブ領域に配置されている前記トレンチゲートの最外周側の端部から前記外周領域に配置されている前記外周耐圧構造の最内周側の端部まで間の領域である。前記半導体層は、第１導電型のドリフト領域と、第２導電型のボディ領域と、第１導電型のソース領域と、第２導電型の第１コンタクト領域と、第２導電型の第２コンタクト領域と、を有することができる。前記ドリフト領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域と前記外周領域に配置されている。前記ボディ領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域上に設けられている。典型的には、前記ボディ領域は、前記アクティブ領域の全範囲と前記中間領域の一部の範囲に配置されている。前記ボディ領域は、前記ドリフト領域に接するように前記ドリフト領域上に設けられていてもよいし、他の領域を介して前記ドリフト領域上に設けられていてもよい。前記ソース領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ボディ領域上に設けられている。典型的には、前記ソース領域は、前記アクティブ領域の全範囲と前記中間領域の一部の範囲に配置されている。前記ソース領域は、前記ボディ領域に接するように前記ボディ領域上に設けられていてもよいし、他の領域を介して前記ボディ領域上に設けられていてもよい。前記第１コンタクト領域は、前記アクティブ領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い。前記第２コンタクト領域は、前記中間領域に配置されており、前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するように設けられており、前記ソース領域の周縁に沿って前記ソース領域の周囲を一巡しており、第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い。前記トレンチゲートは、前記アクティブ領域に配置されており、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びている。前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布が一致している。

【0063】

上記半導体装置では、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の底面が前記ボディ領域の底面と略同一深さであってもよい。この半導体装置では、前記第２コンタクト領域と前記ボディ領域の底面が略同一面となるので、両者の底面の間に角部が形成されない。このため、前記中間領域に前記第２コンタクト領域を形成しても、電界集中箇所が形成されない。

【0064】

上記半導体装置では、前記半導体層がさらに、第２導電型の複数のガードリングを有していてもよい。前記複数のガードリングは、前記外周領域に配置されており、前記アクティブ領域及び前記中間領域の周囲を一巡している。前記第２コンタクト領域は、前記複数のガードリングのうちの最内周のガードリングに接している。

【0065】

上記半導体装置では、前記半導体層がさらに第１導電型の電流拡散領域を有していてもよい。前記電流拡散領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられており、前記ドリフト領域よりも第１導電型不純物の濃度が濃い。前記電流拡散領域は、前記トレンチゲートの側面に接している。典型的には、前記電流拡散領域は、前記アクティブ領域の全範囲と前記中間領域の一部の範囲に配置されている。このような前記電流拡散領域が設けられていると、上記半導体装置は低オン抵抗な特性を有することができる。

【0066】

上記半導体装置では、前記第１コンタクト領域が、前記半導体層の前記第１主面上に設けられているソース電極と接触する位置に存在するシリサイド層を有していてもよい。この場合、前記第１コンタクト領域の第２導電型不純物の深さ方向の濃度分布は、前記シリサイド層の底面近傍が最大濃度である。この半導体装置では、前記第１コンタクト領域と前記ソース電極の接触抵抗を低下させながら、前記第１コンタクト領域を形成するための第２導電型不純物のドーズ量を小さくすることができる。

【0067】

上記半導体装置では、前記半導体層がさらに、第２導電型の複数のディープ領域を有していてもよい。前記複数のディープ領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられている。前記複数のディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、第１方向に沿って伸びており、前記第１方向に直交する第２方向に間隔を開けて配置されている。前記複数のディープ領域の各々は、前記ボディ領域の底面から前記トレンチゲートの底面を超えて伸びている。前記複数のディープ領域の各々は、前記中間領域において、前記第２コンタクト領域に接している。隣り合う前記ディープ領域の間の領域には、例えば前記ドリフト領域及び／又は前記電流拡散領域が配置されていてもよい。このような前記複数のディープ領域が設けられていると、前記半導体装置は高耐圧な特性を有することができる。

【0068】

前記複数のディープ領域を有する上記半導体装置では、前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向が前記トレンチゲートの長手方向と平行であってもよい。この場合、前記トレンチゲートの一方の側面が、対応する前記第１コンタクト領域及び前記ディープ領域によって被覆されていてもよい。この半導体装置は、低オン抵抗な特性と高耐圧な特性を両立した特性を有することができる。

【0069】

前記複数のディープ領域を有する上記半導体装置では、前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向が前記トレンチゲートの長手方向に対して交差していてもよい。典型的には、前記第１方向が前記トレンチゲートの長手方向に対して直交していてもよい。

【0070】

上記半導体装置では、前記半導体層がさらに、第２導電型の複数のディープ領域、を有していてもよい。前記複数のディープ領域は、前記アクティブ領域と前記中間領域に配置されており、前記ドリフト領域と前記ボディ領域の間に設けられている。前記複数のディープ領域は、複数の上側ディープ領域と、前記複数の上側ディープ領域の下方に配置されている複数の下側ディープ領域と、を有していてもよい。前記複数の上側ディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、第１方向に沿って伸びており、前記第１方向に直交する第２方向に間隔を開けて配置されている。前記複数の上側ディープ領域の各々は、前記ボディ領域の底面から前記トレンチゲートの底面を超えて伸びている。前記複数の上側ディープ領域の各々は、前記中間領域において、前記第２コンタクト領域に接している。前記複数の下側ディープ領域は、前記半導体層を平面視したときに、前記第１方向とは異なる第３方向に沿って伸びており、前記第３方向に直交する第４方向に間隔を開けて配置されている。前記複数の下側ディープ領域の各々は、前記上側ディープ領域に接している。隣り合う前記上側ディープ領域の間の領域には、例えば前記ドリフト領域及び／又は前記電流拡散領域が配置されていてもよい。同様に、隣り合う前記下側ディープ領域の間の領域には、例えば前記ドリフト領域及び／又は前記電流拡散領域が配置されていてもよい。このような前記上側ディープ領域と前記下側ディープ領域が設けられていると、前記半導体装置は高耐圧な特性を有することができる。

【0071】

本明細書が開示する半導体装置の製造方法の一例は、第１マスク成膜工程と、ボディ領域形成工程と、ソース領域形成工程と、第２マスク成膜工程と、コンタクト領域形成工程と、トレンチゲート形成工程と、を備えることができる。前記第１マスク成膜工程では、第１主面と第２主面を有する第１導電型の半導体層の前記第１主面上に第１マスクを成膜する。前記半導体層は、アクティブ領域と、前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている外周領域と、前記アクティブ領域と前記外周領域の間であって前記アクティブ領域の周囲を一巡するように配置されている中間領域と、に区画されている。前記第１マスクは、前記アクティブ領域と前記中間領域に対応して開口が形成されている。典型的には、前記第１マスクは、前記アクティブ領域の全範囲と前記中間領域の一部の範囲に対応して開口が形成されている。前記ボディ領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内にボディ領域を形成する。前記ソース領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第１導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内の前記ボディ領域よりも浅い範囲にソース領域を形成する。前記ボディ領域形成工程と前記ソース領域形成工程は、その実施順序が特に限定されるものではない。前記第２マスク成膜工程では、前記半導体層の前記第１主面上に第２マスクを成膜する。前記第２マスクは、前記アクティブ領域の所定位置に内側開口が形成されているとともに、前記ソース領域の周縁が露出するように前記ソース領域の周縁に沿って前記ソース領域の周囲を一巡する周縁開口が形成されている。前記コンタクト領域形成工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第２マスク越しに第２導電型不純物をイオン注入してコンタクト領域を形成する。前記コンタクト領域形成工程では、前記第２マスクの前記内側開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第１コンタクト領域を形成し、前記第２マスクの前記周縁開口に対応した前記半導体層内に前記ソース領域を超えて前記ボディ領域に達するとともに第２導電型不純物の濃度が前記ボディ領域よりも濃い第２導電型の第２コンタクト領域を形成する。前記トレンチゲート形成工程では、前記アクティブ領域に、前記第１主面から前記ソース領域と前記ボディ領域を超えて伸びるトレンチゲートを形成する。

【0072】

上記製造方法の前記コンタクト領域形成工程では、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の底面が前記ボディ領域の底面と略同一深さとなるように形成されてもよい。

【0073】

前記半導体層の前記外周領域には、前記アクティブ領域及び前記中間領域の周囲を一巡している第２導電型の複数のガードリングが配置されていてもよい。上記製造方法の前記コンタクト領域形成工程では、前記第２コンタクト領域が前記複数のガードリングのうちの最内周のガードリングに接するように形成されてもよい。なお、前記複数のガードリングは、前記ボディ領域を形成するときに、前記外周領域に同時に形成されてもよい。

【0074】

上記製造方法はさらに、電流拡散領域形成工程を備えていてもよい。前記電流拡散工程では、前記半導体層の前記第１主面に向けて前記第１マスク越しに第１導電型不純物をイオン注入し、前記半導体層内の前記ボディ領域よりも深い範囲に電流拡散領域を形成する。前記電流拡散領域は、前記トレンチゲートの側面に接している。

【0075】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0076】

１０：半導体層、 １０Ａ：アクティブ領域、 １０Ｂ：中間領域、 １０Ｃ：外周領域、 １１：ドレイン領域、 １２：ドリフト領域、 １３：ボディ領域、 １４：ソース領域、 １５：第１コンタクト領域、 １６：第２コンタクト領域、 １７：ガードリング、 ２２：ドレイン電極、 ２４：ソース電極、 ３０：トレンチゲート、 ３２：ゲート電極、 ３４：ゲート絶縁膜、 ４０：層間絶縁膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】