JP4020196B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、情報処理デバイスやパワーデバイスをはじめとする半導体デバイスを構成する金属−酸化膜−半導体(MOS)構造を有する半導体素子について動作電圧を向上させる半導体素子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
炭化ケイ素(SiC)を用いた従来のMOS電界効果トランジスタ(FET)としての半導体素子は、n型サブストレート上へエピタキシャル成長により堆積したn型ドリフト層(耐圧層)の表面層に、ホウ素(B)のイオン注入により形成されたp型ベース(ボディ)領域、およびその内部に燐(P)のイオン注入により形成されたn型ソース領域を有している。
【0003】
さらに、2つのn型ソース領域間のp型ベース領域とその間のn型ドリフト層の表面露出部上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコンのゲート電極を有し、n型ソース領域とp型ベース領域との表面に共通に接触するソース電極とn型サブストレートの裏面に接触するドレーン電極を有する(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、従来の他の半導体素子は、n型ドリフト層と、n型ドリフト層の表面または中に配置されたp型ベース領域と、p型ベース領域によってn型ドリフト層から隔てられているn型ソース領域と、n型ソース領域とp型ベース領域とを電気的に互いに接続するソース電極と、n型ソース領域とn型ドリフト層とを接続するp型ベース領域のチャネル領域と、チャネル領域の電気抵抗を制御し、チャネル領域とゲート電極との間に配置された酸化膜により形成された絶縁体領域上にあるゲート絶縁膜とを有する。
【0005】
なお、この従来の半導体装置におけるn型ドリフト層とn型ソース領域とはそれぞれn導電形の炭化ケイ素で作られ、p型ベース領域はp導電形の炭化ケイ素で作られ、チャネル領域内においてホウ素がドーピングされている。また、p型ベース領域には、部分的にn型ソース領域の下側に延び直接n型ソース領域に接している部分領域が設けられている。この部分領域がアルミニウムによりドーピングされてベース領域のチャネル領域よりも高いキャリア濃度を持っている(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特許第3206727号公報(第4頁、第1図)
【特許文献2】
特許第3022598号公報(第1頁、第2図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に係る半導体素子によれば、ゲート電極に印加させる電圧によって、p型ベース領域のゲート絶縁膜との界面付近に電子が流れるチャネル領域の形成を制御することができ、ソース電極とドレーン電極との間の電流の導通、遮断を制御することができる。
【0008】
しかしながら、本構成ではソース電極とドレーン電極との間に高電圧が印加された場合には、p型ベース領域がエピタキシャル成長で形成されているだけであるため、空乏層がn型ソース領域とn型ドリフト層との間で突き抜けてしまう。そのため、高電圧での遮断が不可能であるといった問題点があった。
【0009】
この問題を回避するには、p型ベース領域中に1cm3当たり1017台の高濃度にドーピングされた領域をエピタキシャル成長で形成し、かつ高濃度の1cm3当たり1018台のイオン注入でデプレッション領域を形成することになる。
【0010】
この場合には、空乏層がn型ソース領域とn型ドリフト層との間で突き抜けてしまう問題は回避されるが、高電圧印加時に電界強度が最も大きくなるデプレッション領域を高濃度のイオン注入で形成しているため、注入により導入された損傷が素子特性に悪影響を及ぼすという問題点があった。
【0011】
また、上記特許文献2に係る半導体素子によれば、p型ベース領域中に高濃度にドーピングされた領域の形成に際して不純物としてアルミニウム(Al)を用い、p型ベース領域のゲート絶縁膜との界面付近にはホウ素(B)を用いているが、アルミニウムに比べてホウ素はアクセプタとしての活性化エネルギーが大きく、半導体素子中の伝導度分布の制御が困難であるといった問題点があった。
【0012】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、高電界部となるデプレッション領域の形成において高濃度のイオン注入を避け、高性能な素子特性を有する半導体素子を実現することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体素子の製造方法は、第1導電型の半導体基板上に第1導電型の耐圧層及び第2導電型のボディ領域をエピタキシャル成長により形成する第1の工程と、前記第2導電型のボディ領域内に第1導電型のデプレッション領域を、前記第1導電型の耐圧層に達する深さに、イオン注入により選択的に形成する第2の工程と、前記第2導電型のボディ領域内に前記第1導電型のデプレッション領域の両脇に注入マスクを用いたイオン注入により、第1導電型のソース領域を、前記第2導電型のボディ領域よりも浅い深さで形成する第3の工程と、ソース電極とドレーン電極との間への高電圧印加時の空乏層が前記第1導電型のソース領域と前記第1導電型の耐圧層との間で突き抜けを防止するために、前記第3の工程で用いた前記注入マスクを用いて前記ボディ領域内の前記第1導電型のソース領域と前記第1導電型の耐圧層に挟まれた領域に第2導電型を与える不純物を注入することにより高濃度にドーピングされた領域を形成する第4の工程と、前記ソース領域に接続するソース電極と前記半導体基板の裏面にドレーン電極を形成する第5の工程とを含み、前記第4の工程では、前記注入マスクを用いて前記第2導電型のボディ領域内に第2導電型を与える不純物を注入するイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度を、前記第3の工程によるイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度よりも小さくすることにより前記第1導電型のソース領域よりも広い前記ドーピングされた領域を形成するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る半導体素子について図面を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る半導体素子の部分断面図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0015】
図1において、炭化ケイ素(SiC)n型基板(第1導電型の基板)1の上面には炭化ケイ素n型耐圧層(第1導電型の耐圧層)2がエピタキシャル成長により堆積され、さらに炭化ケイ素n型耐圧層2の表面層にはエピタキシャル成長により炭化ケイ素p型ボディ領域(第2導電型のボディ領域)3が堆積されている。
【0016】
炭化ケイ素p型ボディ領域3の内部には、イオン注入により形成されたn型ソース領域(第1導電型のソース領域)4、注入マスクを用いたイオン注入により選択的に形成されたn型デプレッション領域(第1導電型のデプレッション領域)5、およびアクセプタ不純物によりドーピングされた領域13がある。
【0017】
また、炭化ケイ素p型ボディ領域3には、図示しないもう1つのn型ソース領域4が形成されており、2つのn型ソース領域4間の炭化ケイ素p型ボディ領域3の表面露出部上にゲート酸化膜6を介してゲート電極23が設けられている。さらに、このゲート電極23の上面は酸化膜7により覆われている。なお、炭化ケイ素p型ボディ領域3のゲート酸化膜6との界面付近には電子が流れるチャネル領域8が形成されている。
【0018】
また、ドレーン電極21が炭化ケイ素n型基板1の下面には設けられており、ソース電極22がn型ソース領域4と炭化ケイ素p型ボディ領域3との双方の表面に接触するように設けられている。
【0019】
次に、上記構成を有する半導体素子の製造工程について説明する。
まず、本実施の形態1に係る半導体素子は、炭化ケイ素n型基板1上に炭化ケイ素n型耐圧層2、および炭化ケイ素p型ボディ領域3をエピタキシャル成長で形成する。
【0020】
その後、炭化ケイ素p型ボディ領域3内にn型デプレッション領域5をイオン注入により選択的に形成する。
【0021】
ここで、炭化ケイ素p型ボディ領域3のエピタキシャル成長による形成は、アルミニウム(Al)によるドーピングが施されるが、このドーピングは後に高電圧印加時の空乏層の突き抜けを防止するためのドーピングされた領域13をイオン注入により形成するため、1cm3当たり1016程度の濃度で良い。したがって、n型デプレッション領域5の注入は1cm3当たり1016〜1017程度の濃度に抑えることができる。
【0022】
次いで、炭化ケイ素p型ボディ領域3内にn型ソース領域4をn型デプレッション領域5の両脇に図示しない注入マスク(イオン非透過性マスク)31を用いて、半導体素子の表面に対して垂直方向からイオン注入により形成する。
【0023】
つづいて、その注入マスク31を用いて高電圧印加時の空乏層の突き抜けを防止するためのアクセプタ不純物としてアルミニウムによりドーピングされた領域13を炭化ケイ素p型ボディ領域3内に形成する。
【0024】
その後、ゲート酸化膜6、ゲート電極23、酸化膜7,ソース電極22,ドレーン電極21を形成することにより本実施の形態1に係る半導体素子構造が得られる。
【0025】
次に、図2および図3は、本実施の形態1に係る半導体素子にドーピングされた領域13をイオン注入により形成する工程を示した部分断面図である。
ドーピングされた領域13を形成するためのイオン注入の角度は、図2に示すように領域13を形成するイオン注入をn型ソース領域4を形成するイオン注入の角度(半導体素子の表面に対して垂直方向)と同一にしてもよいし、図3に示すように領域13を形成するイオン注入を半導体素子の表面に対して所定の角度をもたせた斜め注入としてもよい。
【0026】
図3による斜め注入とした場合には、n型ソース領域4よりも広いドーピングされた領域13を形成することができ、この場合には図2による注入に比べて、より低濃度のイオン注入が可能となる。
また、n型ソース領域4を形成するイオン注入も斜め注入としてもよく、その場合には、アクセプタの注入のときのイオン注入方向と炭化ケイ素p型ボディ領域3表面とのなす角度を、n型ソース領域4のイオン注入のときのイオン注入方向と炭化ケイ素p型ボディ領域3表面とのなす角度よりも小さくすることで、広いドーピング領域13を形成することができる。
【0027】
また、図4は、本実施の形態1に係る半導体素子に領域13をイオン注入により形成する工程であり、注入マスクを炭化ケイ素p型ボディ領域3の表面に接触し、注入されるイオンを略完全に透過させる第1の注入マスク層32bと、この第1の注入マスク層32bの上面に接触し、第1の注入マスク層32bよりもイオンが透過しない(注入されるイオンの透過を略完全に遮る)第2の注入マスク層32aとを含む複層構造注入マスク32とした場合の部分断面図である。すなわち、第2の注入マスク層32aは注入されるイオンのうち約99パーセントのイオンの透過を遮る。
【0028】
図4に示すような複層構造注入マスク32を用いることにより、第1の注入マスク層32bよりもイオンを透過しにくい第2の注入マスク層32aが炭化ケイ素p型ボディ領域3の表面から第1の注入マスク層32bの厚み分だけ離れているため、図2,3に示したイオン注入による場合よりもさらに広いドーピング領域13を形成することができる。なお、イオン透過性マスク層32bは1層でなく2層以上の構成としてもよい。
【0029】
以上のように、本実施の形態1に係る半導体素子の製造方法によれば、ソース電極22とドレーン電極21との間に高電圧が印加された場合でも、炭化ケイ素p型ボディ領域3中に高濃度にドーピングされた領域13が存在するため、空乏層が炭化ケイ素n型ソース領域4と炭化ケイ素n型耐圧層2との間で突き抜けを防げる半導体素子を構成することができる。
【0030】
さらに、高電圧印加時に電界強度が最も大きくなるn型デプレッション領域5のイオン注入の濃度も低いため、注入により導入された損傷が素子特性に悪影響を及ぼすことがない。
【0031】
また、炭化ケイ素p型ボディ領域3の中に高濃度にドーピングされた領域13、および炭化ケイ素p型ボディ領域3のゲート酸化膜6との界面付近のいずれについても不純物としてアルミニウムを用いているので、アクセプタの活性化エネルギーも小さく、半導体素子中の伝導度分布の制御にも問題が生じない。
【0032】
なお、上記実施の形態1に係る半導体素子によれば、炭化ケイ素p型ボディ領域3をエピタキシャル成長でp型層を形成した後、n型デプレッション領域5をイオン注入で形成することにより、炭化ケイ素n型耐圧層2上に炭化ケイ素p型ボディ領域3が選択的に形成された構成のものについて説明したが、炭化ケイ素n型耐圧層2の成長後、比較的低濃度のイオン注入によってp型ボディ領域3を形成した構成でもよく、同様の効果が期待できる。
【0033】
また、炭化ケイ素p型ボディ領域3のイオン注入による形成の場合、全面注入としてイオン注入でn型デプレッション領域5を形成する構成でも、選択的注入としてn型デプレッション領域5にp型不純物が入らない構成でも同様の効果が期待できる。
以上は炭化ケイ素n型ソース領域4を形成する第1の工程のあとに、アクセプタドーピングされた領域13を形成する第2の工程を行なう方法を示したが、この2つの工程の順序を入れ換えても同様の効果を得ることができる。
【0034】
また、本実施の形態1に係る半導体素子では、チャネル領域8は炭化ケイ素p型ボディ領域3と同様、本来の導電型がp型である場合について説明したが、チャネル領域8にドナー不純物をドーピングした構成として本来の導電型がn型の領域を薄く形成した場合でも同様の効果が期待できる。
【0035】
なお、チャネル領域8をn型としたこの構成においても、チャネル領域8の厚さとドーピングを適切に制御することによって、制御用端子であるゲート電極23への電圧印加がない場合に遮断状態とすることが可能である。
【0036】
また、本実施の形態1に係る半導体素子では、アクセプタ不純物としてアルミニウムの場合を説明したが、他の不純物でも活性化エネルギーの小さいものであれば素子中の伝導度分布の制御にも問題が生じないため、同様の効果が期待できる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る半導体素子によれば、p型ボディ領域を低濃度ドーピングのエピタキシャル成長により形成した後、デプレッション領域を比較的低濃度のイオン注入により形成するため、イオン注入量を比較的低濃度で行うことが可能であるため、イオン注入による損傷の影響を軽減できる。さらに、n型ソース領域の注入用マスクを用いて、空乏層突き抜け防止のためのアクセプタ不純物のp型ボディ領域への注入を行うため、写真製版工程数を増加させることもなく、単純な作製プロセスで、高性能の素子特性を実現することができるとともに、p型ボディ領域に用いるアクセプタ不純物を1種類とすることで、伝導度制御を容易にし、高性能な素子特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る半導体素子の部分断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る半導体素子に高濃度にドーピングされた領域をイオン注入により形成する工程を示した部分断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る半導体素子に高濃度にドーピングされた領域をイオン注入により形成する工程を示した部分断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に係る半導体素子に高濃度にドーピングされた領域をイオン注入により形成する工程で注入マスクを複層構造とした場合の部分断面図である。
【符号の説明】
1 炭化ケイ素n型基板、2 炭化ケイ素n型耐圧層、3 炭化ケイ素p型ボディ領域(第2導電型のボディ領域)、4 n型ソース領域、5 n型デプレッション領域、6 ゲート酸化膜、7 酸化膜、8 チャネル領域、13 ドーピングされた領域、21 ドレーン電極、22 ソース電極、23 ゲート電極、31 注入マスク、32 複層構造の注入マスク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor element that improves the operating voltage of a semiconductor element having a metal-oxide film-semiconductor (MOS) structure constituting a semiconductor device such as an information processing device or a power device.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor device as a conventional MOS field effect transistor (FET) using silicon carbide (SiC) has a boron (B) layer on the surface layer of an n-type drift layer (pressure-resistant layer) deposited by epitaxial growth on an n-type substrate. A p-type base (body) region formed by ion implantation, and an n-type source region formed by phosphorus (P) ion implantation therein.
[0003]
Furthermore, a gate electrode of polycrystalline silicon is provided on the surface of the p-type base region between the two n-type source regions and the surface of the n-type drift layer between them via a gate insulating film. It has the source electrode which contacts the surface with a base region in common, and the drain electrode which contacts the back surface of an n-type substrate (for example, refer patent document 1).
[0004]
Another conventional semiconductor element includes an n-type drift layer, a p-type base region disposed on or in the surface of the n-type drift layer, and an n-type that is separated from the n-type drift layer by the p-type base region. A source region, a source electrode that electrically connects the n-type source region and the p-type base region, a channel region of the p-type base region that connects the n-type source region and the n-type drift layer, It has a gate insulating film that controls an electrical resistance and is on an insulator region formed by an oxide film disposed between the channel region and the gate electrode.
[0005]
In this conventional semiconductor device, the n-type drift layer and the n-type source region are each made of n-conductivity type silicon carbide, the p-type base region is made of p-conductivity type silicon carbide, and boron is formed in the channel region. Is doped. Further, the p-type base region is provided with a partial region that partially extends below the n-type source region and directly contacts the n-type source region. This partial region is doped with aluminum and has a higher carrier concentration than the channel region of the base region (see, for example, Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3206727 (
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3022598 (first page, FIG. 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the semiconductor element according to Patent Document 1, the formation of a channel region in which electrons flow near the interface between the gate electrode and the p-type base region can be controlled by the voltage applied to the gate electrode. It is possible to control conduction and interruption of current between the drain electrode.
[0008]
However, in this configuration, when a high voltage is applied between the source electrode and the drain electrode, the p-type base region is only formed by epitaxial growth, so that the depletion layer becomes n-type source region and n-type. It penetrates between drift layers. Therefore, there is a problem that it is impossible to cut off at a high voltage.
[0009]
To work around this issue, p-type base in a region a region which is doped with a high concentration of 10 17 units per 1 cm 3 is formed by epitaxial growth, and depletion region with a high concentration of 1 cm 3 per 10 18 single ion implantation Will be formed.
[0010]
In this case, the problem that the depletion layer penetrates between the n-type source region and the n-type drift layer can be avoided, but the depletion region where the electric field strength becomes maximum when a high voltage is applied can be formed by high-concentration ion implantation. Therefore, there is a problem that damage introduced by implantation adversely affects device characteristics.
[0011]
In addition, according to the semiconductor device according to Patent Document 2, aluminum (Al) is used as an impurity when forming a heavily doped region in the p-type base region, and the interface with the gate insulating film in the p-type base region. Boron (B) is used in the vicinity, but boron has a large activation energy as an acceptor compared with aluminum, and there is a problem that it is difficult to control the conductivity distribution in the semiconductor element.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and realizes a semiconductor device having high-performance device characteristics by avoiding high-concentration ion implantation in the formation of a depletion region serving as a high electric field portion. For the purpose.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method comprising: a first step of forming a first conductive type withstand voltage layer and a second conductive type body region on a first conductive type semiconductor substrate by epitaxial growth; and the second conductive type. A second step of selectively forming a depletion region of the first conductivity type in the body region of the mold to a depth reaching the breakdown voltage layer of the first conductivity type by ion implantation; and a body of the second conductivity type by ion implantation using an implantation mask on both sides of the first conductivity type depletion region within the region, the source region of the first conductivity type, formed in a shallower depth than the body region of the second conductivity type In order to prevent a depletion layer when the high voltage is applied between the source electrode and the drain electrode between the first conductivity type source region and the first conductivity type breakdown voltage layer, , before used in the third step Heavily doped by implanting an impurity that gives the second conductivity type to the first conductivity type source region and a region sandwiched between the withstand voltage layer of the first conductivity type in said body region by using the implantation mask and a fourth step of forming a region, seen including a fifth step of forming a drain electrode on the back surface of the source electrode and the semiconductor substrate to be connected to the source region, in the fourth step, the implantation mask The angle formed by the ion implantation direction for implanting the impurity imparting the second conductivity type into the body region of the second conductivity type and the surface of the body region of the second conductivity type is determined by the ion implantation in the third step. The doped region wider than the source region of the first conductivity type is formed by making it smaller than the angle formed by the direction and the surface of the body region of the second conductivity type .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
A semiconductor element according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor element according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or equivalent part.
[0015]
In FIG. 1, a silicon carbide n-type breakdown voltage layer (first conductivity type breakdown voltage layer) 2 is deposited on the upper surface of a silicon carbide (SiC) n-type substrate (first conductivity type substrate) 1 by epitaxial growth. A silicon carbide p-type body region (second conductivity type body region) 3 is deposited on the surface layer of the n-type breakdown voltage layer 2 by epitaxial growth.
[0016]
Inside the silicon carbide p-
[0017]
Further, another n-type source region 4 (not shown) is formed in the silicon carbide p-
[0018]
A
[0019]
Next, a manufacturing process of the semiconductor element having the above configuration will be described.
First, in the semiconductor element according to the first embodiment, silicon carbide n-type breakdown voltage layer 2 and silicon carbide p-
[0020]
Thereafter, n-
[0021]
Here, the formation of the silicon carbide p-
[0022]
Next, the n-
[0023]
Subsequently, using the
[0024]
Thereafter, by forming the gate oxide film 6, the
[0025]
Next, FIGS. 2 and 3 are partial cross-sectional views showing a process of forming the
As shown in FIG. 2, the angle of ion implantation for forming the doped
[0026]
In the case of the oblique implantation according to FIG. 3, a doped
In addition, the ion implantation for forming the n-
[0027]
FIG. 4 is a step of forming the
[0028]
By using the multilayer structure implantation mask 32 as shown in FIG. 4, the second
[0029]
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor element according to the first embodiment, even when a high voltage is applied between
[0030]
Furthermore, since the concentration of ion implantation in the n-
[0031]
Further, since aluminum is used as an impurity in both the
[0032]
In the semiconductor device according to the first embodiment, silicon carbide p-
[0033]
Further, in the case of forming the silicon carbide p-
The above shows the method of performing the second step of forming the acceptor-doped
[0034]
Further, in the semiconductor element according to the first embodiment, the
[0035]
Even in this configuration in which the
[0036]
Further, in the semiconductor element according to the first embodiment, the case where aluminum is used as the acceptor impurity has been described. However, there is a problem in controlling the conductivity distribution in the element if other impurities have low activation energy. Therefore, the same effect can be expected.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, after the p-type body region is formed by epitaxial growth with low concentration doping, the depletion region is formed by relatively low concentration ion implantation. Therefore, it is possible to reduce the influence of damage caused by ion implantation. Further, since an acceptor impurity for preventing penetration of the depletion layer is injected into the p-type body region using an n-type source region implantation mask, a simple fabrication process is achieved without increasing the number of photoengraving steps. Thus, high-performance device characteristics can be realized, and by using one type of acceptor impurity for the p-type body region, conductivity control can be facilitated and high-performance device characteristics can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a step of forming a highly doped region by ion implantation in the semiconductor element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a step of forming a highly doped region by ion implantation in the semiconductor element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view in the case where the implantation mask has a multilayer structure in the step of forming a heavily doped region in the semiconductor element according to the first embodiment of the present invention by ion implantation;
[Explanation of symbols]
1 silicon carbide n-type substrate, 2 silicon carbide n-type pressure-resistant layer, 3 silicon carbide p-type body region (second conductivity type body region), 4 n-type source region, 5 n-type depletion region, 6 gate oxide film, 7 Oxide film, 8 channel region, 13 doped region, 21 drain electrode, 22 source electrode, 23 gate electrode, 31 implantation mask, 32 implantation mask of multi-layer structure.
Claims (4)
前記第2導電型のボディ領域内に第1導電型のデプレッション領域を、前記第1導電型の耐圧層に達する深さに、イオン注入により選択的に形成する第2の工程と、
前記第2導電型のボディ領域内に前記第1導電型のデプレッション領域の両脇に注入マスクを用いたイオン注入により、第1導電型のソース領域を、前記第2導電型のボディ領域よりも浅い深さで形成する第3の工程と、
ソース電極とドレーン電極との間への高電圧印加時の空乏層が前記第1導電型のソース領域と前記第1導電型の耐圧層との間で突き抜けを防止するために、前記第3の工程で用いた前記注入マスクを用いて前記ボディ領域内の前記第1導電型のソース領域と前記第1導電型の耐圧層に挟まれた領域に第2導電型を与える不純物を注入することにより高濃度にドーピングされた領域を形成する第4の工程と、
前記ソース領域に接続するソース電極と前記半導体基板の裏面にドレーン電極を形成する第5の工程とを含み、
前記第4の工程では、前記注入マスクを用いて前記第2導電型のボディ領域内に第2導電型を与える不純物を注入するイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度を、前記第3の工程によるイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度よりも小さくすることにより前記第1導電型のソース領域よりも広い前記ドーピングされた領域を形成する
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。A first step of forming a first conductivity type withstand voltage layer and a second conductivity type body region on a first conductivity type semiconductor substrate by epitaxial growth;
A second step of selectively forming a depletion region of the first conductivity type in the body region of the second conductivity type to a depth reaching the first withstand voltage layer by ion implantation;
By ion implantation using an implantation mask on both sides of the depletion region of the first conductivity type in the second conductivity type in the body region, the source region of the first conductivity type, than the body region of the second conductivity type A third step of forming at a shallow depth ;
In order to prevent a depletion layer when a high voltage is applied between the source electrode and the drain electrode from penetrating between the first conductivity type source region and the first conductivity type breakdown voltage layer , By implanting an impurity imparting the second conductivity type into a region sandwiched between the first conductivity type source region and the first conductivity type breakdown voltage layer in the body region using the implantation mask used in the process. A fourth step of forming a heavily doped region;
Look including a fifth step of forming a drain electrode on the back surface of the semiconductor substrate and the source electrode connected to the source region,
In the fourth step, an angle formed by an ion implantation direction for implanting an impurity imparting the second conductivity type into the body region of the second conductivity type using the implantation mask and a surface of the body region of the second conductivity type Is made smaller than the angle formed by the ion implantation direction in the third step and the surface of the body region of the second conductivity type, thereby forming the doped region wider than the source region of the first conductivity type. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第4の工程では、前記複層構造注入マスクを用いて前記第2導電型のボディ領域内に第2導電型を与える不純物を注入するイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度を、前記第3の工程によるイオン注入方向と前記第2導電型のボディ領域表面とのなす角度よりも小さくすることにより前記第1導電型のソース領域よりも広い前記ドーピングされた領域を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 The implantation mask includes at least one first implantation mask layer that contacts the surface of the body region of the second conductivity type, and the first implantation mask layer that contacts the upper surface of the first implantation mask layer. A multi-layered implantation mask including a second implantation mask layer that does not transmit ions;
In the fourth step, an ion implantation direction for implanting an impurity imparting a second conductivity type into the body region of the second conductivity type using the multilayer structure implantation mask, a surface of the body region of the second conductivity type, and The doped region wider than the source region of the first conductivity type by making the angle formed by the angle smaller than the angle formed by the ion implantation direction in the third step and the surface of the body region of the second conductivity type. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。 Wherein a second conductivity type is p-type, semiconductor according to claim 1 or 2, characterized by using one type of impurity as an impurity which gives a second conductivity type to be implanted into the body region of the second conductivity type Device manufacturing method.
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体素子の製造方法。 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3 , wherein aluminum is used as the one kind of impurity .
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