半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本技术涉及具有温度系数是正的适合的电阻值的电阻的半导体装置以及具有温度系数是正的适合的电阻值的电阻的半导体装置的制造方法。本技术所涉及的半导体装置是经由pn结而流过电流的双极器件。半导体装置具备n型的碳化硅漂移层(3)、形成于碳化硅漂移层(3)上的p型的第一碳化硅层(4)、以及形成于第一碳化硅层(4)上的p型的第二碳化硅层(5)。另外，第二碳化硅层(5)的电阻的温度系数是正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及半导体装置的制造方法
本技术涉及作为具有由碳化硅(SiC)构成的半导体层的双极器件的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在以往的具有由碳化硅(SiC)构成的半导体层的双极器件中，经由pn结部在正向上流过电流时的电阻的温度系数是负。在使多个器件并联连接而动作的情况下，在各器件中的电压降中有偏差时，电流集中到电压降相对地大的器件，但在正向的通电时的电阻的温度系数是负的器件中，在电流所集中的器件中由于温度上升而电阻下降，电流进一步集中。作为其结果，有器件被破坏的情况。另一方面，在电阻的温度系数是正的器件中，在使多个器件并联连接而动作的情况下，在各器件中的电压降中有偏差时，电流也集中到电压降相对地大的器件，但如果在电流所集中的器件中由于温度上升而电阻提高，则电流的集中被缓和。作为其结果，在使多个器件并联连接而动作的情况下，能够期待稳定的动作。根据上述，作为在使多个双极器件并联连接而动作的情况下防止电流集中到一部分的器件的技术，公开了电阻的温度系数是正的电阻体与双极器件串联地连接的结构(例如专利文献1)。在专利文献1中，作为器件的外延层，配置有低浓度地掺杂的n型的基板层。通过成为这样的结构，基板层的电阻量对器件整体中的电压降作出贡献，在正向上流过电流时的电阻的温度系数成为正。现有技术文献专利文献1：日本特表2000-516402号公报
技术实现思路
专利文献1公开的在整流用半导体中使用的外延层包括为了形成与阴极电极的欧姆接触而高浓度地掺杂的n型层、形成于该n型层上的低浓度地掺杂的n型的基板层、形成于该基板层上的高浓度地掺杂的n型层、形成于该n型层上的极其低浓度地掺杂的n型的漂移层、以及形成于该漂移层的表层的为了形成与阳极电极的欧姆接触而高浓度地掺杂的p型层。在作为温度系数是正的电阻体使用上述低浓度地掺杂的n型的基板层的情况下，由于n型的基板层的掺杂浓度或者膜厚的制造偏差，在期望的电阻值中产生偏差。其结果，存在有无法发挥作为温度系数是正的电阻体的电流集中的缓和效果的情况这样的问题。另外，在n型的基板层成膜之后形成漂移层，所以存在无法形成具有与在形成漂移层之后的漂移层的掺杂浓度或者漂移层的膜厚的制造偏差对应的适合的电阻值的、温度系数是正的电阻体这样的问题。本技术用于解决上述的问题，涉及具有温度系数是正的适合的电阻值的电阻的半导体装置及其制造方法。本技术的一个方案所涉及的半导体装置是经由pn结而流过电流的双极器件，具备第一导电类型的碳化硅漂移层、形成于所述碳化硅漂移层上的第二导电类型的第一碳化硅层、以及形成于所述第一碳化硅层上的第二导电类型的第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。本技术的一个方案所涉及的半导体装置的制造方法是经由pn结而流过电流的双极器件的制造方法，形成第一导电类型的碳化硅漂移层，在所述碳化硅漂移层上形成第二导电类型的碳化硅层，在所述碳化硅层内还注入第二导电类型的离子，从而将所述碳化硅层中的所述碳化硅漂移层侧的层形成为第一碳化硅层，将所述碳化硅层中的与所述碳化硅漂移层侧相反的一侧的层形成为第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。本技术的另一方案所涉及的半导体装置的制造方法是经由pn结而流过电流的双极器件的制造方法，形成第一导电类型的碳化硅漂移层，在所述碳化硅漂移层上形成第二导电类型的碳化硅层，在所述碳化硅层内还注入第一导电类型的离子，从而将所述碳化硅层中的所述碳化硅漂移层侧的层形成为第一碳化硅层，将所述碳化硅层中的与所述碳化硅漂移层侧相反的一侧的层形成为第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。本技术的一个方案所涉及的半导体装置是经由pn结而流过电流的双极器件，具备第一导电类型的碳化硅漂移层、形成于所述碳化硅漂移层上的第二导电类型的第一碳化硅层、以及形成于所述第一碳化硅层上的第二导电类型的第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。根据这样的结构，在碳化硅漂移层形成之后形成第二碳化硅层，所以能够与所形成的碳化硅漂移层匹配地调整第二碳化硅层的电阻值。本技术的一个方案所涉及的半导体装置的制造方法是经由pn结而流过电流的双极器件的制造方法，形成第一导电类型的碳化硅漂移层，在所述碳化硅漂移层上形成第二导电类型的碳化硅层，在所述碳化硅层内还注入第二导电类型的离子，从而将所述碳化硅层中的所述碳化硅漂移层侧的层形成为第一碳化硅层，将所述碳化硅层中的与所述碳化硅漂移层侧相反的一侧的层形成为第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。根据这样的结构，能够通过第二导电类型的离子注入形成第二碳化硅层，所以能够与期望的电阻值匹配地，适合地调整第二碳化硅层的杂质浓度。本技术的另一方案所涉及的半导体装置的制造方法是经由pn结而流过电流的双极器件的制造方法，形成第一导电类型的碳化硅漂移层，在所述碳化硅漂移层上形成第二导电类型的碳化硅层，在所述碳化硅层内还注入第一导电类型的离子，从而将所述碳化硅层中的所述碳化硅漂移层侧的层形成为第一碳化硅层，将所述碳化硅层中的与所述碳化硅漂移层侧相反的一侧的层形成为第二碳化硅层，所述第二碳化硅层的电阻的温度系数是正。根据这样的结构，能够通过第一导电类型的离子注入形成第二碳化硅层，所以能够与期望的电阻值匹配地，适合地调整第二碳化硅层的杂质浓度。本技术的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细的说明和附图将更加明确。附图说明图1是表示实施方式的半导体装置的构造的剖面图。图2是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图3是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图4是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图5是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图6是表示实施方式的半导体装置的、从阳极电极起的厚度方向上的碳化硅层的p型以及n型的杂质浓度的分布图的图。图7是表示实施方式的半导体装置的构造的剖面图。图8是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图9是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图10是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图11是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图12是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。图13是表示实施方式的半导体装置的各制造工序中的状态的剖面图。(附图标记说明)1、1a：碳化硅基板；2、2a：碳化硅缓冲层；3、3a：碳化硅漂移层；4、4a：第一碳化硅层；5、5a：第二碳化硅层；6、6a：第三碳化硅层；7、7a：终端区域；8、8a：阳极电极；9、9a：阴极电极；14：基区；15、16：接触区域；17：栅电极；18：栅极氧化膜；21：绝缘膜。具体实施方式以下，参照附图，说明实施方式。此外，附图是示意地表示的图，在不同的附图中分别表示的图像的尺寸以及位置的相互关系不一定是正确地记载的，可适宜地变更。另外，在以下的说明中，对同样的构成要素附加相同的符号进行图示，它们的名称以及功能也相同。因此，有省略关于它们的详细说明的情况。另外，在以下的说明中，有使用“上”、“下”、“侧”、“底”、“表”或者“背”等意味着特定的位置以及方向的用语的情况，但这些用语是为了易于理解实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，是经由pn结流过电流的双极器件，该半导体装置具备：第一导电类型的碳化硅漂移层(3)；第二导电类型的第一碳化硅层(4)，形成于所述碳化硅漂移层(3)上；以及第二导电类型的第二碳化硅层(5)，形成于所述第一碳化硅层(4)上，所述第二碳化硅层(5)的电阻的温度系数是正。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.14 JP 2015-0048821.一种半导体装置，是经由pn结流过电流的双极器件，该半导体装置具备：第一导电类型的碳化硅漂移层(3)；第二导电类型的第一碳化硅层(4)，形成于所述碳化硅漂移层(3)上；以及第二导电类型的第二碳化硅层(5)，形成于所述第一碳化硅层(4)上，所述第二碳化硅层(5)的电阻的温度系数是正。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二碳化硅层(5)与所述第一碳化硅层(4)相比，杂质浓度更低。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还具备形成于所述第二碳化硅层(5)上的第二导电类型的第三碳化硅层(6)，所述第三碳化硅层(6)与所述第二碳化硅层(5)相比，杂质浓度更高。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，关于所述第二碳化硅层(5)的杂质浓度，与所述第三碳化硅层(6)侧的区域相比，第一碳化硅层(4)侧的区域更低。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第二碳化硅层(5)的第二导电类型的杂质浓度是1×1013个/cm3以上且4×1016个/cm3以下。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，所述第二碳化硅层(5)的第二导电类型的杂质浓度是4×1015个/cm3以下。7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边宽，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP