特許ウォッチ

公開番号2025102123
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219374
出願日2023-12-26
発明の名称炭化珪素半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250701BHJP()
要約【課題】コンタクト抵抗が抑制されたSiC半導体装置を提供する。
【解決手段】第1導電型のSiCを含むドリフト層と、ドリフト層の上面側に設けられ、且つ第1導電型のSiCを含む主領域8a,8bと、ドリフト層の上面側に設けられ、主領域に接し、且つ第2導電型のSiCを含むベース領域6a,6bと、ベース領域にゲート絶縁膜を介して接するゲート電極と、主領域に接する主電極と、を備え、主領域は上面側に主電極と接するコンタクト領域を有し、コンタクト領域は、3C構造のSiC微結晶を複数含み、コンタクト領域の複数のSiC微結晶は、粒径が閾値以上の第1微結晶と、粒径が閾値より小さい第2微結晶と、を含み、コンタクト領域の第1微結晶がコンタクト領域の上面に占める割合は、10%以上である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型の炭化珪素を含むドリフト層と、
前記ドリフト層の上面側に設けられ、且つ第１導電型の炭化珪素を含む主領域と、
前記ドリフト層の上面側に設けられ、前記主領域に接し、且つ第２導電型の炭化珪素を含むベース領域と、
前記ベース領域にゲート絶縁膜を介して接するゲート電極と、
前記主領域に接する主電極と、
を備え、
前記主領域は上面側に前記主電極と接するコンタクト領域を有し、
前記コンタクト領域は、３Ｃ構造の炭化珪素微結晶を複数含み、
前記コンタクト領域の複数の前記炭化珪素微結晶は、粒径が閾値以上の第１微結晶と、粒径が前記閾値より小さい第２微結晶と、を含み、
前記コンタクト領域の前記第１微結晶が前記コンタクト領域の上面に占める割合は、１０％以上である、
炭化珪素半導体装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記ドリフト層の上面側に設けられ、前記ベース領域と電気的に接続され、且つ第２導電型の炭化珪素を含むベースコンタクト領域を備え、
前記ベースコンタクト領域は、３Ｃ構造の炭化珪素微結晶を複数含み、
前記ベースコンタクト領域の複数の前記炭化珪素微結晶は、粒径が前記閾値以上の第１微結晶と、粒径が前記閾値より小さい第２微結晶と、を含み、
前記ベースコンタクト領域の前記第１微結晶が前記ベースコンタクト領域の上面に占める割合は、１０％以上である、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項３】
前記閾値は、３０ｎｍである、
請求項１又は２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項４】
前記コンタクト領域が有する前記第１微結晶が前記コンタクト領域の上面に占める割合は、５０％以下である、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項５】
前記コンタクト領域が有する前記第１微結晶の粒径の平均値は、６０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の範囲内である、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項６】
前記コンタクト領域の深さ方向の寸法は、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲内にある、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項７】
前記コンタクト領域は、２０℃以上、２００℃以下の温度範囲において、第１導電型の不純物を、５×１０
１４
ｃｍ
－２
以上、１×１０
１６
ｃｍ
－２
以下の範囲内のドーズ量でイオン注入して形成される、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
前記主領域は、前記ベース領域の上面側に設けられ、
前記ゲート電極は、前記主領域及び前記ベース領域を貫通するトレンチの内側に、前記ゲート絶縁膜を介して設けられた、
請求項１又は２に記載の炭化珪素半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いたＳｉＣ半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、六方晶単結晶の炭化珪素基板にリンをイオン注入することでアモルファス層を形成し、熱処理することでアモルファス層を立方晶単結晶のｎ型炭化珪素に再結晶化させ、ｎ型炭化珪素の上面にニッケルを蒸着することで電極を形成する半導体装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、４Ｈ－ＳｉＣからなるｎ
＋
型ＳｉＣの第１主面上に形成させたｎ
－
型エピタキシャル成長層内において、ｎ
＋
型ソース領域と、ｎ
＋
型ソース領域内に形成されたｎ
＋
型３Ｃ－ＳｉＣ領域及びｐ
＋
型電位固定領域とを有し、ｎ
＋
型３Ｃ－ＳｉＣ領域及びｐ
＋
型電位固定領域と接してバリアメタル膜が形成され、バリアメタル膜上にソース配線用電極が形成される半導体装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、六方晶系のＳｉＣ層の上に、３Ｃ－ＳｉＣ層を備えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－４９１９８号公報
国際公開第２０１７／０４２９６３号
特許第６７９５８０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ニッケルシリサイドを設けることにより、コンタクト抵抗を抑制できる。しかし、ニッケルシリサイドを設けるためには、Ｎｉ成膜、エッチング、高温アニール、未反応物のエッチング除去等、多数の製造工程が必要であり、製造コストを抑制するのが難しかった。
【０００７】
そこで、不純物のイオン注入により４Ｈ－ＳｉＣ（バンドギャップ：３．２６ｅＶ）の結晶を壊し、さらにアニール工程を行うことで、３Ｃ－ＳｉＣ(バンドギャップ：２．２３ｅＶ)をコンタクト部のみに局所的に形成させることが検討されている。それにより、不純物のイオン注入とアニール工程のみでソース電極とＳｉＣ基板とのコンタクト構造を形成することが可能になった。
【０００８】
しかしながら、３Ｃ－ＳｉＣを設けた場合であっても、コンタクト抵抗をより抑制することが望ましい。
【０００９】
本開示は、上記課題を鑑み、コンタクト抵抗が抑制されたＳｉＣ半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本開示の一態様は、第１導電型の炭化珪素を含むドリフト層と、上記ドリフト層の上面側に設けられ、且つ第１導電型の炭化珪素を含む主領域と、上記ドリフト層の上面側に設けられ、上記主領域に接し、且つ第２導電型の炭化珪素を含むベース領域と、上記ベース領域にゲート絶縁膜を介して接するゲート電極と、上記主領域に接する主電極と、を備え、上記主領域は上面側に上記主電極と接するコンタクト領域を有し、上記コンタクト領域は、３Ｃ構造の炭化珪素微結晶を複数含み、上記コンタクト領域の複数の上記炭化珪素微結晶は、粒径が閾値以上の第１微結晶と、粒径が上記閾値より小さい第２微結晶と、を含み、上記コンタクト領域の上記第１微結晶が上記コンタクト領域の上面に占める割合は、１０％以上である、ＳｉＣ半導体装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許