碳化硅半导体装置以及碳化硅半导体装置的制造方法制造方法及图纸

不使截止耐压降低而制造碳化硅半导体装置。碳化硅半导体装置具备：在第1导电类型的碳化硅半导体层(2、3、7)的表层部分地形成的第2导电类型的第2扩散层(9)、至少在第2扩散层的表层的一部分形成的第2导电类型的第3扩散层(19)以及在第3扩散层的表层部分地形成的第1导电类型的第4扩散层(11)，第3扩散层比第2扩散层更浅地形成，在剖面视时，第4扩散层形成于第3扩散层内，第3扩散层相对第2扩散层成为非对称。

Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method of silicon carbide semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅半导体装置以及碳化硅半导体装置的制造方法
本申请说明书公开的技术涉及碳化硅半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在以往的使用SiC基板的金属-氧化膜-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor、即MOSFET)等碳化硅半导体装置中，无法使SiC基板的表面容易地氧化，所以首先最初，在标记工序中，在SiC基板的表面形成作为阶梯形状的标记。然后，在直至形成栅极电极的工序中，使用该标记进行照相制版，在各个工序中，通过离子注入形成扩散层。在使用SiC基板的情况下，注入的离子几乎不会由于热处理而扩散。因此，在根据相同的标记形成源极区域和背栅区域(即体区域)时，源极区域的形成宽度和背栅区域的形成宽度的差几乎消失，作为结果，存在半导体芯片中的MOSFET的截止耐压降低的情况。作为处置这样的问题的方法，公开通过将注入掩模的端部设为锥形形状，在通过离子注入形成背栅区域之后，在背栅区域内通过离子注入形成源极区域的方法(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-039744号公报
技术实现思路
然而，在背栅区域内用上述方法形成源极区域的情况下，根据注入掩模的端部处的锥形形状的角度，扩散的程度不同，作为结果，产生源极区域的形成宽度和背栅区域的形成宽度的差几乎消失的情况。在这样的情况下，碳化硅半导体装置的截止耐压降低。本申请说明书公开的技术是为了解决如以上记载的问题而完成的，其目的在于提供一种不会使截止耐压降低而制造碳化硅半导体装置的技术。本申请说明书公开的技术的第1方式中，具备：第1导电类型的碳化硅半导体层；第2导电类型的第2扩散层，在所述碳化硅半导体层的表层部分地形成；第2导电类型的第3扩散层，至少形成于所述第2扩散层的表层的一部分；以及第1导电类型的第4扩散层，在所述第3扩散层的表层部分地形成，所述第3扩散层比所述第2扩散层更浅地形成，在剖面视时，所述第4扩散层形成于所述第3扩散层内，在剖面视时，所述第3扩散层形成于相对所述第2扩散层成为非对称的位置。本申请说明书公开的技术的第2方式中，在第1导电类型的碳化硅半导体层的表层，通过离子的注入，部分地形成第2导电类型的第2扩散层，在所述碳化硅半导体层的表面，形成抗蚀剂图案，在从所述抗蚀剂图案露出的状态的至少所述第2扩散层的表层的一部分，通过离子的旋转注入，形成第2导电类型的第3扩散层，在从所述抗蚀剂图案露出的状态的第3扩散层的表层，通过离子的注入，部分地形成第1导电类型的第4扩散层。本申请说明书公开的技术的第1方式中，具备：第1导电类型的碳化硅半导体层；第2导电类型的第2扩散层，在所述碳化硅半导体层的表层部分地形成；第2导电类型的第3扩散层，至少形成于所述第2扩散层的表层的一部分；以及第1导电类型的第4扩散层，在所述第3扩散层的表层部分地形成，所述第3扩散层比所述第2扩散层更浅地形成，在剖面视时，所述第4扩散层形成于所述第3扩散层内，在剖面视时，所述第3扩散层形成于相对所述第2扩散层成为非对称的位置。根据这样的结构，即使在相对第2扩散层的形成位置，例如源极区域的形成位置偏移，源极区域与碳化硅半导体层之间的距离变小的情况下，通过第3扩散层，确保源极区域与碳化硅半导体层之间的距离，所以能够抑制碳化硅半导体装置的截止耐压降低。因此，成品率得到改善。本申请说明书公开的技术的第2方式中，在第1导电类型的碳化硅半导体层的表层，通过离子的注入，部分地形成第2导电类型的第2扩散层，在所述碳化硅半导体层的表面，形成抗蚀剂图案，在从所述抗蚀剂图案露出的状态的至少所述第2扩散层的表层的一部分，通过离子的旋转注入，形成第2导电类型的第3扩散层，在从所述抗蚀剂图案露出的状态的第3扩散层的表层，通过离子的注入，部分地形成第1导电类型的第4扩散层。根据这样的结构，即使在相对第2扩散层的形成位置，例如源极区域的形成位置偏移，源极区域与碳化硅半导体层之间的距离变小的情况下，通过使用与形成源极区域的抗蚀剂图案相同的抗蚀剂图案并且以旋转注入形成的第3扩散层，源极区域与碳化硅半导体层之间的距离得到确保。因此，能够抑制碳化硅半导体装置的截止耐压降低。与本申请说明书公开的技术有关的目的、特征、方式以及优点通过以下所示的详细的说明和附图将变得更加明确。附图说明图1是例示关于实施方式的MOSFET以及标记的配置方式的俯视图。图2是概略性地例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的结构的俯视图。图3是与图2中的剖面对应的剖面图。图4是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成外延层的工序的剖面图。图5是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成标记的工序的剖面图。图6是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成漏极区域时的离子注入的工序的剖面图。图7是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成背栅区域时的离子注入的工序的剖面图。图8是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成P型的扩散层时的离子注入的工序的剖面图。图9是例示在照相制版时图案的位置相对作为标记的凹部偏移的情况的结构的剖面图。图10是用于说明关于实施方式的碳化硅半导体装置的、截止耐压的原理的剖面图。图11是例示将离子以大于45°的角度旋转注入的情况的结构的剖面图。图12是例示将离子以45°以下的角度旋转注入的情况的结构的剖面图。图13是将用于形成P型的扩散层以及源极区域的抗蚀剂的端部处的角度设为30°的情况的剖面图。图14是将用于形成P型的扩散层以及源极区域的抗蚀剂的端部处的角度设为45°的情况的剖面图。图15是将用于形成P型的扩散层以及源极区域的抗蚀剂的端部处的角度设为80°的情况的剖面图。图16是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成源极区域时的离子注入的工序的剖面图。图17是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成栅极电极的工序的剖面图。图18是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成层间氧化膜的工序的剖面图。图19是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成接触部的工序的剖面图。图20是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成布线的工序的剖面图。图21是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成布线的工序的剖面图。图22是例示在照相制版时图案的位置相对作为标记的凹部偏移的情况的其他结构的剖面图。图23是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成源极区域时的离子注入的工序的剖面图。图24是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成层间氧化膜的工序的剖面图。图25是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成层间氧化膜的工序的剖面图。图26是例示关于实施方式的碳化硅半导体装置的、直至形成接触部的工序的剖面图。...

【技术保护点】
1.一种碳化硅半导体装置，具备：/n第1导电类型的碳化硅半导体层(2、3、7)；/n第2导电类型的第2扩散层(9)，在所述碳化硅半导体层(2、3、7)的表层部分地形成；/n第2导电类型的第3扩散层(19)，至少形成于所述第2扩散层(9)的表层的一部分；以及/n第1导电类型的第4扩散层(11)，在所述第3扩散层(19)的表层部分地形成，/n所述第3扩散层(19)比所述第2扩散层(9)更浅地形成，/n在剖面视时，所述第4扩散层(11)形成于所述第3扩散层(19)内，/n在剖面视时，所述第3扩散层(19)形成于相对所述第2扩散层(9)成为非对称的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 JP 2017-2183801.一种碳化硅半导体装置，具备：
第1导电类型的碳化硅半导体层(2、3、7)；
第2导电类型的第2扩散层(9)，在所述碳化硅半导体层(2、3、7)的表层部分地形成；
第2导电类型的第3扩散层(19)，至少形成于所述第2扩散层(9)的表层的一部分；以及
第1导电类型的第4扩散层(11)，在所述第3扩散层(19)的表层部分地形成，
所述第3扩散层(19)比所述第2扩散层(9)更浅地形成，
在剖面视时，所述第4扩散层(11)形成于所述第3扩散层(19)内，
在剖面视时，所述第3扩散层(19)形成于相对所述第2扩散层(9)成为非对称的位置。


2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中，
所述第3扩散层(19)形成于与所述碳化硅半导体层(2、3、7)以及所述第2扩散层(9)接触的位置。


3.根据权利要求1或者2所述的碳化硅半导体装置，其中，还具备：
第1栅极绝缘膜(12)，与所述第2扩散层(9)的表面的一部分及所述第3扩散层(19)的表面的一部分分别接触地形成；
第2栅极绝缘膜(12)，与所述第2扩散层(9)的表面的另一部分及所述第3扩散层(19)的表面的另一部分分别接触地形成；
第1栅极电极(13)，与所述第1栅极绝缘膜(12)接触地形成；以及
第2栅极电极(13)，与所述第2栅极绝缘膜(12)接触地形成。


4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置，其中，
在俯视时所述第3扩散层(19)的与所述第1栅极绝缘膜(12)重叠的宽度大于在俯视时所述第3扩散层(19)的与所述第2栅极绝缘膜(12)重叠的宽度。


5.根据权利要求4所述的碳化硅半导体装置，其中，
在俯视时所述第3扩散层(19)的与所述第1栅极绝缘膜(12)重叠的宽度大于在俯视时所述第2扩散层(9)的与所述第1栅极绝缘膜(12)重叠的宽度，
在俯视时所述第3扩散层(19)的与所述第2栅极绝缘膜(12)重叠的宽度是在俯视时所述第2扩散层(9)的与所述第2栅极绝缘膜(12)重叠的宽度以下。


6.根据权利要求4或者5所述的碳化硅半导体装置，其中，
所述第1栅极绝缘膜(12)以及所述第2栅极绝缘膜(12)至少与被所述碳化硅半导体层(2、3、7)和所述第4扩散层(11)夹着的所述第2扩散层(9)的表面以及被所述碳化硅半导体层(2、3、7)和所述第4扩散层(11)夹着的所述第3扩散层(19)的表面分别接触地形成。


7.根据权利要求6所述的碳化硅半导体装置，其中，
所述第1栅极绝缘膜(12)与所述第4扩散层(11)的表面的一部分接触地形成，
所述第2栅极绝缘膜(12)与所述第4扩散层(11)的表面的另一部分接触地形成，
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本文寿，
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