【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅半导体装置的制造方法，特别涉及能够改善耐压与接通电阻的折衷关系的碳化硅半导体装置的制造方法。
技术介绍
1、作为功率电子设备中使用的半导体装置，主流的是在半导体基板的两面具有电极的纵向型半导体元件，例如，典型的是mosfet(metal oxide semiconductor field effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或igbt(insulated gate bipolartransistor：绝缘栅双极晶体管)。就通常的纵向型mosfet而言，如果设为断开状态，则在漂移层中耗尽层延伸，其作为耐压保持层起作用。如果漂移层的厚度小，或者漂移层的杂质浓度高，则只能形成薄的耗尽层，因此元件的耐压降低。另一方面，在mosfet处于接通状态时，流通从半导体基板和漂移层流过的主电流，该主电流所承受的电阻被称为接通电阻。漂移层所具有的电阻，即漂移电阻比半导体基板的电阻高，因此是mosfet的主要的电阻成分之一。因此，通过降低漂移电阻能够实质上降低接通电阻。针对这一状况的典型的方法是减小漂移层的厚度或提高漂移层的杂质浓度。因此，在高的耐压与低的接通电阻之间存在折衷关系。
2、作为能够改善该耐压与接通电阻之间的折衷关系的构造，例如提出了专利文献1所公开的那样的超结构造(sj构造)。
3、超结构造是在漂移层中，沿与主电流流动的方向正交的方向，第2导电型的支柱和第1导电型的支柱交替排列的构造。根据该构造，除了从存在于半导体元件的表面附近的pn结面或金属结面扩展的耗尽层之外，
4、专利文献1：国际公开第2019/069416号
5、在碳化硅半导体装置中，也能够与硅半导体装置相同地期待由sj构造引起的漂移层的低电阻化。另一方面，在使用碳化硅的情况下，杂质浓度的波动的控制成为问题。特别地，要求低杂质浓度的漂移层通常通过由化学气相生长法(cvd法：chemical vapordeposition)实现的外延生长法(以后，称为外延生长)形成，但在碳化硅的外延生长中需要高温且硅、碳的原料气体的比率的精准控制，因此杂质浓度的波动较大。因此，即使是相同规格的外延晶片，各个晶片的漂移层浓度也会产生波动，例如相对于中心条件波动±10～30％左右。因此，假设在将漂移层的杂质的导电型设为第1导电型的情况下，即使能够无波动地制造出第2导电型的支柱，由于漂移层的杂质浓度的波动，会产生±10～30％的相对于电荷平衡的偏差即电荷不平衡。由此，sj构造中的耐压会降低。
6、另外，关于膜厚，尽管没有载流子浓度那么大，在碳化硅半导体基板中波动也比较大，相对于中心条件会波动±5～20％左右。膜厚的波动在采用重复外延生长及离子注入而形成支柱区域的多重外延方式(以后，称为多重外延方式)下的外延生长的情况下，成为各外延层间的边界部分的区域中的电荷不平衡的产生原因，有可能引起耐压降低。
7、如上所述，在实现具有sj构造的碳化硅mosfet(sj-sic-mosfet)的时候存在如下问题，即，由于产生由外延层的杂质浓度(以后，称为外延浓度)的波动所引起的电荷不平衡导致的耐压降低，因此为了实现相同耐压，需要相应地增加外延层的膜厚，导致接通电阻降低。
技术实现思路
1、本专利技术就是为了解决上述那样的问题而提出的，其目的在于提供即使在多个晶片间的漂移层的外延浓度及膜厚的波动大的情况下也能够降低电荷不平衡的碳化硅半导体装置的制造方法。
2、本专利技术涉及的半导体装置的制造方法具有：工序(a)，在第1导电型的碳化硅半导体基板之上通过外延生长形成第1导电型的漂移层；工序(b)，对所述漂移层的杂质浓度进行测定；工序(c)，在所述漂移层之上形成具有周期性地设置的多个第1开口部的离子注入掩模；工序(d)，经由所述多个第1开口部对第2导电型的杂质离子进行注入，在所述漂移层中形成多个第2导电型的第2支柱区域，将所述第2支柱区域间的所述漂移层作为第1导电型的第1支柱区域；工序(e)，在所述漂移层之上通过外延生长形成第1导电型的外延层；以及工序(f)，在外延层中形成多个晶体管的单位单元，所述工序(d)包含以与所述工序(b)中的测定结果具有正相关关系的方式对所述杂质离子的离子注入量进行前馈控制的工序。
3、专利技术的效果
4、根据本专利技术涉及的半导体装置的制造方法，对漂移层的杂质浓度进行测定，以与测定结果具有正相关关系的方式对形成第2支柱区域的离子注入工序进行前馈控制，因此能够得到降低了电荷不平衡的半导体装置。
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1.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其具有：
2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
3.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其具有：
4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
5.根据权利要求1或4所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
6.根据权利要求1或4所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
7.根据权利要求1或3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
8.根据权利要求1或3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
9.根据权利要求1或3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其具有：
2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
3.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其具有：
4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，
5.根据权利要求1或4所述的碳化硅半导体装置的制造方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：永久雄一，本田成人，赤尾真哉，山本茂久，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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